Главная » Настройки » Операционные усилители с низковольтным питанием. Однополярное питание операционных усилителей. Прецизионные операционные усилители

Операционные усилители с низковольтным питанием. Однополярное питание операционных усилителей. Прецизионные операционные усилители

Основанная в 1959 году фирма National Semiconductor прошла огромный путь от производства первых дискретных транзисторов до сложнейших компонентов современных информационных устройств. Располагая возможностями создания приборов с уровнем интеграции от базовых стандартных блоков и однокристальных систем до высокопроизводительных многокристальных и многофункциональных комплектов и сочетая технологии аналоговой и цифровой техники, фирма реализует оптимальные решения для потребительского и коммуникационного рынков в широком диапазоне номенклатуры изделий. Заслуживают внимания, также, и базовые элементы аналоговой электроники, разработанные и выпускаемые National Semiconductor, в частности интегральные операционные усилители, которые значительно менее популярны в России, чем, например, изделия фирмы Analog Devices, хотя в большинстве случаев они ни в чем не уступают последним при существенно более низкой цене. Операционные усилители (ОУ) National Semiconductor по ряду параметров можно условно делятся на несколько семейств (групп), частично это разделение проявляется в системе маркировки микросхем, используемой фирмой. Это:

1. Усилители общего применения (General Purpose - LM).

2. Быстродействующие (High Speed - LMH) - частота единичного усиления более 50 МГц.

3. Маломощные (Low Power - LP, LPV) - ток потребления менее 1,5 мА.

4. Микромощные (Micro Power - LP, LPV) - ток потребления менее 25 мкА.

5. Низковольтные (Low Voltage - LMV) - напряжение питания менее 3 В.

6. Прецизионные (Precision) - коэффициент усиления более 100 дБ, напряжение смещения менее 1 мВ.

7. Малошумящие (Low Noise) - напряжение шумов менее 10 нВЦ Гц.

8. Мощные (High Output Power) - выходной ток более 100 мА.

9. С входным и выходным напряжением, близким к напряжению питания (IO Rail to Rail).

Данное разделение по понятным причинам не является строгим, буквенная классификация также не всегда соблюдается, ОУ может быть одновременно быстродействующим, малошумящим, с выходным напряжением, близким к напряжению питания и т.п. Кроме того, микросхемы одного типа выпускаются в различных корпусах и исполнениях - для общего применения (commercial), для промышленного применения (industrial) и для специального, читай - военного применения (military), отличающихся по ряду параметров, в частности, по диапазону рабочих температур. Следует также отметить, что наряду с освоением производства новых изделий, фирма непрерывно занимается усовершенствованием и развитием выпускаемых ранее, что хорошо видно, например, на широко известном недорогом и очень популярном семействе маломощных ОУ LM321/358/324 (одиночный/сдвоенный/счетверенный) с током потребления 0,2 - 0,4 мА на канал. Выпускается ряд их модификаций: LP324/LP2902 - счетверенные микромощные с током потребления 21 мкА, LMV321/358/324 - низковольтные, с напряжением питания от 2,7 В до 5,5 В, LPV321/358/324 , изготавливаемые по фирменной технологии BICMOS - микромощные низковольтные с током потребления 9 мкА и т.д.

Продолжая рассмотрение мало- и микромощных ОУ National Semiconductor, перейдем к описанию последних разработок фирмы.

Усилитель LM7301 , выпускаемый в миниатюрном корпусе SOT23-5, занимающем в 2 раза меньшую площадь, чем SOIC-8, рассчитанный на однополярное питание в диапазоне напряжений от 1,8 В до 32 В при потребляемом токе 0,6 мА. Он имеет "супер" Rail to Rail вход (от -0,25 В до +5,25 В при напряжении питания +5 В) и Rail to Rail выход и прекрасно подходит для использования во всевозможной портативной аппаратуре, модемах, PCMCIA картах портативных ПК и т.п.

Усилители LMV751 и семейство LMV821/2/4 (одиночный/сдвоенный/ счетверенный) предназначены для применения в портативной радиочастотной аппаратуре, переносных ПК и т.п. LMV751 - это прецизионный малошумящий ОУ (уровень шума 6,5 нВ/Ц Гц) с частотой единичного усиления 5 МГц и небольшим напряжением смещения 1 мВ. Работает при однополярном питании от 2,7 до 5,5 В и потребляет ток 0,6 мА. LMV821 при том же напряжении питания потребляет ток 0,3 мА на канал, частота единичного усиления равна 6,5 МГц, но у него больше шумы, напряжение и ток смещения. Одиночные усилители выпускаются в миниатюрных корпусах SOT23-5.

LMV771 - малошумящий недорогой прецизионный ОУ с расширенным от -40 до +125 °C диапазоном рабочих температур. Работает при однополярном питании напряжением от 2,7 до 5,5 В и потребляет ток 0,6 мА, обеспечивая коэффициент усиления 100 дБ при уровне шумов 9 нВнВ/Ц Гц. Усилитель имеет небольшое 0,85 мВ напряжение смещения, нормируется также его температурный дрейф во всем диапазоне температур 0,35 мкВ/°C. Допускает подачу на вход синфазного напряжения от 0 В. Частота единичного усиления составляет 3,5 МГц. Выпускается в миниатюрном корпусе SC70-5 размером 2x2x1 мм.

Серия усилителей LM6132-42 предназначены для использования в быстродействующих устройствах с батарейным питанием. LM6132/4 (сдвоенный/счетверенный) - ОУ с внутренней коррекцией с однополярным питанием, в котором достигнуто великолепное соотношение скорости нарастания выходного напряжения к потребляемой мощности. Достоинством микросхемы является также широкий диапазон напряжений питания от 2,7 В до 24 В, Rail to Rail вход и выход и высокий коэффициент подавления синфазных сигналов. При частоте единичного усиления 10 МГц, потребляемый ток составляет всего 360 мкА, что делает данный ОУ незаменимым в портативных устройствах, таких как инструментальные усилители, радиоприемники и передатчики, драйверы дисплеев и т.п. LM6142/4 - аналогичен LM6132/4 , но работает в более широком диапазоне питающих напряжений от 1,8 В до 24 В, обладает более высоким усилением 108 дБ и коэффициентом подавления синфазных сигналов 107 дБ, частота единичного усиления составляет 17 МГц при токе потребления 650 мкА. Выпускаются в корпусах SOIC и MDIP, а также в корпусе CDIP c диапазоном рабочих температур от -55 до 125 °C.

Представляют интерес супернизковольтные ОУ LMV931/2/4 (одиночный/сдвоенный/счетверенный), работающие при напряжениях питания от 1,5 до 5,5 В, ориентированные на применение в устройствах с питанием от одного Li-Ion элемента. Благодаря использованию миниатюрных корпусов, ОУ легко встраиваются в мобильные телефоны и компьютерные платы. Усилители имеют Rail to Rail вход и выход, небольшой потребляемый ток 100 мкА на канал и обеспечивают частоту единичного усиления 1,4 МГц. Коэффициент усиления на нулевой частоте без ОС 101 дБ. Скорректированы для устойчивой работы при любом коэффициенте усиления, а также при емкостной нагрузке до 1000 пФ. Работают в диапазоне температур от -40 до +125 °C. Одиночные ОУ выпускаются в миниатюрных корпусах SC70-5 и SOT23-5, сдвоенные - в корпусах MSOP-8 и SOIC-8, счетверенные - в корпусах TSSOP-14 и SOIC-14.

Усилители серии LMC , изготовленные по технологии КМОП, также относятся к категории мало- и микромощных. Их характерная особенность - ничтожно малые входные токи и, соответственно - работа в электрометрических устройствах, приборах для измерения токов утечки, различной научной аппаратуре и т.п. Например, для прецизионного усилителя LMC6001 типовое значение входного тока 25 фА (ф - фемто 10 -15). Примечательна методика, используемая фирмой для тестирования только что изготовленных усилителей - 3 раза подряд в первую минуту; приборы, показывающие входной ток более 25 фА, отбраковываются. Данный усилитель обладает очень низким уровнем шумов 25 нВ/Ц Гц. Имеется защита от электростатического потенциала до 2000 В. Выпускается в корпусе MDIP.

Номенклатура усилителей серии LMC достаточно широка. Маломощные усилители LMC6022/4 (сдвоенный/счетверенный) выполнены по фирменному технологическому процессу Double-Poly Silicon-Gate и могут работать при одно- и двухполярном питании размахом до 15 В. Они имеют Rail to Rail выход и низкое энергопотребление 40 мкА на канал. Более быстродействующие усилители с Rail to Rail выходом LMC6032/4 при весьма низкой цене имеют очень высокий коэффициент усиления 126 дБ. При потребляемом токе 0,4 мА частота единичного усиления составляет 1,4 МГц, а скорость нарастания выходного напряжения 1,1 В/мкс. Низковольтные ОУ LMC6035/6 с Rail to Rail выходом могут работать при однополярном питании от 2,7 В (например от 3-х NiCd аккумуляторов), что делает их весьма подходящими для портативных систем с автономным питанием. В остальном их параметры аналогичны LMC6022/4. Усилители выпускаются в различных корпусах.

Микромощные усилители LMC6041/2/4 с током потребления 14 мкА на канал имеют рекордно малый входной ток 2 фА, Rail to Rail выход и могут работать при однополярном питании от 4,5 до 15,5 В, обеспечивая при этом выходной ток до 21 мА. Эти усилители прекрасно работают в системах контроля питания, детекторах излучений, различном научном оборудовании.

Схожие энергетические параметры имеют прецизионные усилители LMC6061/2/4 , которые благодаря низкому значению напряжения смещения 100 мкВ и высокому коэффициенту усиления 140 дБ прекрасно подходят для использования в инструментальных усилителях с автономным питанием, медицинской и научной аппаратуре. Отметим, что одиночный (LMC6061) и сдвоенный (LMC6062) усилители этой серии выпускаются и в корпусах CDIP, при этом диапазон рабочих температур составляет -55 - +125 °C.

Более скоростные прецизионные ОУ LMC6081/2/4 при частоте единичного усиления 1,3 МГц и скорости нарастания выходного напряжения 1,5 В/мкс потребляют от однополярного источника питания напряжением от 4,5 до 16 B ток 0,45 мА. Они также имеют большой коэффициент усиления 130 дБ и низкое напряжение смещения 150 мкВ. Усилители выпускаются в корпусах SOIC и MDIP.

Маломощные ОУ LMC6482/4 (сдвоенный/счетверенный) - типичные в своем классе усилители с Rail to Rail входом и выходом. Работают в диапазоне напряжений питания от 3 до 15 В, потребляя ток 0,5 мА на канал и обеспечивают выходной ток до 30 мА. Предназначены для использования в различной аппаратуре с низким энергопотреблением. В настоящее время выпускаются одиночный ОУ LMC7101 в корпусе SOT-23 с параметрами, аналогичными LMC6482 , и его усовершенствованный вариант LMC8101 в корпусах microSMD и miniSOIC. Последний имеет режим блокировки (Shutdown) со временем включения 10 мкс, ток потребления в котором не превышает 1 мкА.

LMC6462/4 - микромощная версия LMC6482/4 с током потребления 0,02 мА. В настоящее время выпускается одиночный ОУ LMC7111 в корпусе SOT-23-5 с параметрами, аналогичными LMC6462.

Усилители LMC6492/4 (сдвоенный/счетверенный) с расширенным температурным диапазоном -55 до +125 °C применяются в автомобильной электронике. Их параметры в основном такие же как и у LMC6482/4 . Выпускаются в корпусе SOIC.

Усилители LMC6572/4 (сдвоенный/счетверенный), предназначены для работы в цифровых устройствах с низким напряжением питания и обеспечивают сочетание весьма высоких параметров - входной ток 20 фА и коэффициент усиления 120 дБ при энергопотреблении 40 мкА на канал и питании от источника 2,7 В. Имеют Rail to Rail выход и выпускаются в корпусах MSOP.

Завершая раздел мало- и микромощных усилителей рассмотрим cверхэкономичный с током потребления менее 1 мкА на канал сдвоенный ОУ LMC6442 . Он скорректирован для устройств с коэффициентом усиления более 2 (менее -1) и предназначен для использования в широком классе аппаратуры со сверхмалым энергопотреблением - мобильных телефонах и пейджерах, датчиках контроля, научных приборах и т.п. Работает при однополярном питании от 1,8 до 11 В. Выпускается в корпусах MSOP-8 и других.

Отдельного рассмотрения заслуживает сдвоенный операционный усилитель LM833 , специально предназначенный для использования в высококачественной аудиоаппаратуре. Он имеет чрезвычайно широкий динамический диапазон - более 140 дБ при уровне шумов 4,5 нВ/Ц Гц и крайне малые нелинейные искажения 0,002%. Усилитель скорректирован для любого коэффициента усиления и идеально подходит для всевозможной Hi-Fi - Hi-End техники. Выпускается в 8-и выводных корпусах SOIC и MDIP.

Перейдем далее к обзору быстродействующих ОУ National Semiconductor. Надо сказать, что в их разработке и производстве фирма достигла очень высоких результатов, и по многим параметрам они превосходят аналогичные изделия других производителей. Отметим, что в настоящее время существует две разновидности быстродействующих операционных усилителей - наряду с ОУ, построенными по традиционной схемотехнике с использованием обратных связей по напряжению Voltage Feedback Amplifiers (VFA), широко применяются усилители c входными каскадами - усилителями тока со взаимными связями. Данные усилители получили название "усилители с токовой обратной связью - Current Feedback Amplifiers (CFA)". Основной передаточный параметр таких усилителей - коэффициент, имеющий размерность сопротивления Transimpedance, а область применения - всевозможные импульсные усилители и видеоусилители, для которых гигантское входное сопротивление традиционных ОУ не востребовано, а на первый план выступает максимальная скорость нарастания выходного напряжения и частота единичного усиления, значения которых у CFA значительно превосходят соответствующие параметры у VFA.

Мы начнем с ОУ, использующих обычную схемотехнику VFA. Семейство LMH6645/6/7 (одиночный/сдвоенный/одиночный с блокировкой) - низковольтные маломощные быстродействующие Rail to Rail усилители с током потребления 650 мкА на канал. В режиме блокировки (LMH6647) токопотребление снижается до 50 мкА. Частота единичного усиления 55 МГц, скорость нарастания выходного напряжения 22 В/мкс, типовое значение выходного тока 20 мА. Это типичные в своем классе современные усилители, пригодные для применения во многих электронных устройствах.

Усилители LM6152/4 , продолжающие серию LM6132-42 , предназначены для использования в быстродействующих устройствах с батарейным питанием. При потребляемо м токе 1,4 мА частота единичного усиления составляет 75 МГц, а скорость нарастания выходного напряжения 30 В/мкс

Более высокие параметры имеют ОУ LMH6642-55 - относительно недорогие высокоскоростные современные Rail to Rail операционные усилители с хорошим соотношением быстродействие/потребляемая мощность. Работают при одно- и двухполярном питании размахом до 12 В.

Усилители LMH6642/3/4 (одиночный/сдвоенный/счетверенный) - это современные быстродействующие ОУ с типичными для своего класса параметрами. Потребляемый ток 2,7 мА на канал, частота единичного усиления 130 МГц, скорость нарастания выходного напряжения 130 В/мкс, типовое значение выходного тока 115 мА. Малое время установки выходного напряжения и низкие искажения, эффективная защита от короткого замыкания, Rail to Rail вход и выход и выводы для балансировки делают эти микросхемы оптимальными для использования во многих современных электронных устройствах. Выпускаются в корпусах SOIC, miniSOIC и SOT-23. Можно использовать в качестве замены LM6152/4 .

Широкополосный (190 МГц, 170 В/мкс) Rail to Rail усилитель с однополярным питанием LMH6639 способен обеспечить выходной ток 190 мА. Имеется режим блокировки (Shutdown) с временем включения 85 нс, в котором ток потребления снижается до 400 мкА. Вкупе с малым временем установки выходного напряжения 33 нс, данный усилитель прекрасно подходит для работы в устройствах с мультиплексированием, в качестве буферного усилителя, устройствах привода CD ROM и т.п.

Заслуживает внимания быстродействующий сдвоенный усилитель LMH6672 с максимальным выходным током 600 мА. Усилитель скорректирован для коэффициента усиления 2 и более, обеспечивая полосу пропускания 130 МГц и скорость нарастания выходного напряжения 160 В/мкс. Диапазон напряжений питания от 5 до 12 В, потребляемый ток 6,2 мА на канал. ОУ имеет малый уровень шумов, предусмотрена балансировка. Выпускается в корпусах SOIC, PSOP и LLP. Предназначен для использования в качестве магистрального усилителя, а также в модемах и аналогичных устройствах. Можно использовать для замены LM6181/2, LM7171 и LM7372.

Усилители LMH6654/5 (одиночный/сдвоенный) более широкополосные. Ток потребления 4,5 мА на канал, частота единичного усиления 250 МГц, скорость нарастания выходного напряжения 200 В/мкс, типовое значение выходного тока 180 мА. Они имеют низкий уровень входных шумов 4,5 нВ и 1,7 пА, малое время установки выходного напряжения 25 нс и могут быть использованы в различных устройствах. Выпускаются в корпусах SOIC-8, а также SOT23-5 (LMH6654) и MSOP-8 (LMH6655).

Усилители LMH6657/8 и LMH6682/3 - сравнительно недорогие сверхскоростные ОУ с однополярным питанием от 3 до 12 В. Выпускаются с использованием фирменной технологии VIPTM10. Удобны для применения в устройствах обработки видеосигналов и в сервоприводах CD/DVD так как имеют малое время установки и не допускают инверсии фазы выходного напряжения при превышении допустимых значений входного напряжения (LMH6682/3), что позволяет существенно упростить схемотехнику подобных устройств.

Усилители LMH6657/8 (одиночный/сдвоенный) скорректированы для работы с единичным коэффициентом усиления, обеспечивая при этом олосу пропускания 270 МГц и скорость нарастания выходного напряжения 700 В/мкс. Потребляемый ток 6,2 мА на канал, выходной ток +80/-90 мА.

Усилители LMH6682/3 (сдвоенный/строенный), обеспечивают скорость нарастания выходного напряжения 940 В/мкс при полосе пропускания 190 МГц. Следует отметить, что данные усилители обладают очень малыми коэффициентами искажений типа "дифференциальная фаза" - 0,08% и "дифференциальное усиление" - 0,01 дБ, что является весьма важным для высококлассной видеотехники. Выпускаются в различных корпусах.

Для работы в различных видеоустройствах предназначены сверхбыстродействующие усилители со скоростью нарастания выходного напряжения более 1000 В/мкс. В серии LM это LM6171/2 и LM6181/2 (единичный/сдвоенный), изготовленные с использованием фирменной технологии VIPTM11. Первый из них выполнен по схемотехнике VFA и обеспечивает при потребляемом токе всего 2,5 мА скорость нарастания выходного напряжения 3600 В/мкс при частоте единичного усиления 100 МГц. LM6181/2 выполнен по схемотехнике с токовой обратной связью CFA и обеспечивает выходное напряжение +10 В при сопротивлении нагрузки 100 Ом. Скорость нарастания выходного напряжения составляет 2000 В/мкс при частоте единичного усиления 100 МГц. Описанные усилители при том, что относятся к категории "с мощным выходом" - High Output - максимальное значение выходного тока достигает 130 мА, имеют очень малые искажения типа "дифференциальное усиление" и "дифференциальная фаза" и могут найти применение в видеоаппаратуре стандартов NTSC и PAL, высокочастотных фильтрах и т.п. Они также выпускаются в корпусах SOIC и MDIP.

Усилитель LMH6609 предназначен для использования в аналоговых преобразователях и фильтрах. При частоте единичного усиления 900 МГц и скорости нарастания выходного напряжения 1400 В/мкс, он потребляет от однополярного источника питания напряжением 10 В ток 7 мА. Усилитель полностью скорректирован, имеет очень низкий уровень шумов 3,1 нВ/Ц Гц и большой выходной ток 90 мА. Выпускается в 8-выводном корпусе SOIC и 5-и выводном SOT.

Очень низкий уровень шумов и высокие рабочие частоты имеют усилители LMH6622-28 . У LMH6624 этот параметр составляет 0,92 нВ/Ц Гц и 2,3 пА/Ц Гц, а частота единичного усиления 1500 МГц. Усилитель скорректирован для использования в устройствах с коэффициентом передачи 10 и более и предназначен для применения в технике связи и медицинской аппаратуре. Малые шумы и погрешности характерны для сдвоенного широкополосного усилителя LMH6628 , у которого относительный уровень 2-й/3-й гармоники на частоте 10 МГц составляет -65/-74 дБ соответственно, а время установки выходного напряжения с точностью 0,1% - 12 нс. Это делает данный усилитель незаменимым при разработке быстродействующих аналоговых преобразователей и устройств ввода-вывода.

Для использования в портативной видеоаппаратуре и видеокартах ПК предназначен усилитель LM7121 , выпускаемый в корпусе SOT23-5. Параметры усилителя весьма высоки: частота единичного усиления 175 МГц, скорость нарастания выходного напряжения - 1300 В/мкс. Он может работать как при однополярном +5В питании, так и двухполярном в диапазоне от +5 В до +15 В.

Рекордными параметрами обладают сверхскоростные операционные усилители LM7171 (одиночный) и LM7372 (сдвоенный). Выполненные по схемотехнике с обратной связью по напряжению, они имеют параметры, свойственные усилителям с токовой обратной связью - скорость нарастания выходного напряжения 4100 В/мкс, частота единичного усиления 200 МГц, выходной ток 100 мА (LM7171) и 3000 В/мкс, 120 МГц, 150 мА соответственно для LM7372 при потребляемом токе 6,5 мА на канал. Усилители скорректированы для коэффициента усиления по напряжению более 2. Обладая минимальными искажениями "дифференциальное усиление и фаза" 0,01% и 0,02o, эти усилители прекрасно подходят для применения в видеотехнике, аппаратуре кабельных и оптических линий связи, системах радио и телевизионного вещания. Выпускаются в различных типах корпусов.

Серия сверхскоростных ОУ LMH67xx выполнена по фирменному технологическому процессу VIPTM10 по схемотехнике с токовой обратной связью CFA и предназначена для использования в широкополосных радио и телесистемах. Обзор этих микросхем мы начнем с LMH6702 - малошумящего (напряжение шумов, приведенное ко входу 1,83 нВ) ОУ с рекордно низким уровнем гармонических (-100 дБ на частоте 5 МГц) и интермодуляционных искажений, полосой пропускания 720 МГц и скоростью нарастания выходного напряжения 3100 В/мкс. Столь высокие параметры ориентируют применение LMH6702 в системах с высоким разрешением и контрольно-измерительной аппаратуре. Выпускается в корпусах SOIC и SOT-23.

Семейство усилителей LMH6714/15/20/22 (одиночный/сдвоенный/с блокировкой/счетверенный) с полосой пропускания 400 МГц при коэффициенте усиления 2 и скорости нарастания выходного напряжения 1800 В/мкс при потребляемом токе 5,6 мА предназначены, в основном, для использования в видеосистемах. Высокоимпедансное выходное состояние усилителя LMH6720, переключаемое за 7 нс TTL уровнем, очень удобно для мультиплексирования нескольких высокоскоростных сигналов на общую линию передачи. Счетверенный усилитель LMH6722 может быть эффективно использован в многоканальных УПЧ и активных фильтрах высоких порядков. Выпускаются в различных корпусах.

Усилитель с однополярным питанием от 4,5 до 12 В LMH6723 сочетает высокую экономичность (потребляемый ток 1 мА) с широкой полосой пропускания 370 МГц, высокой скоростью нарастания выходного напряжения 600 В/мкс и большим выходным током 110 мА, что делает его незаменимым для портативных видеоустройств и всевозможных преобразователей с автономным питанием, магистральных усилителей, портативных CD-DVD плейеров и т.п. Выпускается в корпусах SOIC и SOT23.

Завершая раздел, мы рассмотрим широкополосный ОУ LMH6732 с регулируемой от 0 до 1,5 ГГц полосой пропускания. Изменяя сопротивление одного внешнего резистора, можно варьировать потребляемый ток более чем в 10 раз, а также переводить микросхему в дежурный режим с током потребления 1 мкА. Параметры микросхемы уникальны при всех значениях потребляемого тока: полоса частот 55 МГц, скорость нарастания выходного напряжения 400 В/мкс, выходной ток 9 мА при потребляемом токе 1 мА и 540 МГц, 2700 В/мкс и 115 мА соответственно при потребляемом токе 9 мА. Усилитель способен работать при одно- и двухполярном питании размахом от 9 до 12 В. Область предполагаемых применений крайне широка - видеотехника, системы с батарейным питанием, коммутационные устройства и т.п. Отметим, что для сокращения времени проектирования устройств с LMH6732 фирма National Semiconductor предлагает к нему демонстрационную плату.

Таким образом, широкая номенклатура интегральных операционных усилителей National Semiconductor и их невысокая стоимость делает их весьма привлекательными для широкого круга разработчиков РЭА России. Более подробную техническую информацию можно найти на сайте фирмы http://www.national.com .

Исполнение Корпус Диапазон температур Диапазон напряжения питания Потребляемый ток на один канал Выходной ток Тип входа и выхода Входной ток Напряжение смещения Температурный коэффициент напряжения смещения Коэффициент усиления Коэффициент подавления синфазного сигнала Коэффициент влияния нестабильности источников питания Частота единичного усиления. Скорость нарастания. Напряжение шумов
Supply Voltage I quies I out In - Out I bias U offset Drift A vo CMRR PSRR BW SR e noise
Single(одиночный) Doble(сдвоенный) Quad(счетверенный) Package В мА мА R to R нА мВ мкВ/C дБ дБ дБ МГц В/мкс нВ/Ц Гц
мин макс макс макс тип тип макс тип тип тип тип тип тип тип
LP324 SO, TSSOP, MDIP C ±1,5; +3,0 ±16,0; +32 0,021 4,0 Out 2,0 2,0 9,0 - 100 90 90 0,10 0,05 80
LP2902 SO, MDIP I ±1,5; +3,0 ±13,0; +26 0,021 4,0 Out 2,0 2,0 10 - 97 90 90 0,10 0,05 80
LMV321 LMV358 LMV324 SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23 I +2,7 +5,5 0,13 60 Out 11 1,7 7,0 5,0 100 65 60 1,0 1,0 39
LPV321 LPV358 LPV324 SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23 I +2,7 +5,0 0,0090 17 Out 1,7 1,2 7,0 2,0 100 70 65 0,15 0,10 -
LM7301 SO, SOT-23 I ±0,9; +1,8 ±16; +32 0,6 9,5 In and Out 90 0,03 6,0 2,0 97 90 104 4,0 1,25 36
LMV821 LMV822 LMV824 SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23 Ext I +2,5 +5,5 0,30 40 Out 30 1,0 3,5 1,0 100 85 85 6,5 2,0 24
LMV931 LMV932 LMV934 SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23 Ext I +1,5 +5,5 0,16 75 In and Out 15 1,0 6,0 2,0 100 78 100 1,0 0,45 45
LMV771 SC-70 Ext I ±1,5; +2,5 ±3,0; +6,0 0,60 66 Out 0,000100 0,3 1,0 0,35 100 90 90 3,5 1,4 9,0
LMV751 SOT-23 I +2,7 +5,5 0,60 15 Out 0,001500 0,05 1,0 - 120 100 107 5,0 2,3 6,5
LMC6001 MDIP I ±2,3; +4,5 ±7,7; +16 0,45 21 Out 0,000010 0,35 1,00 2,5 123 83 83 1,3 1,5 22
LMC6022 LMC6024 SO I ±2,3; +4,5 ±8,0; +16 0,04 40 Out 0,000040 1,0 9,0 2,5 120 83 83 0,35 0,11 42
LMC6032 LMC6034 SO, MDIP I ±2,3; +4,5 ±8,0; +16 0,38 40 Out 0,000040 1,0 9,0 2,3 126 83 83 1,4 1,1 22
LMC6035 LMC6036 SO, TSSOP I +2,7 +16 0,40 5,0 Out 0,000020 0,50 5,0 2,3 126 96 93 1,4 1,5 27
LMC6041 LMC6042 LMC6044 SO, MDIP I +4,5 +16 0,014 21 Out 0,000002 3,0 6,0 1,3 120 75 75 0,075 0,020 83
LMC6061 LMC6062 LMC6064 SO, CDIP I, M +4,5 +16 0,020 21 Out 0,000010 0,35 0,80 1,0 132 85 85 0,10 0,035 83
LMC6081 LMC6082 LMC6084 SO, MDIP I +4,5 +16 0,45 21 Out 0,000010 0,35 0,80 1,0 124 85 85 1,3 1,5 22
LMC6442 SO, MSO, MDIP I +1,8 +11 0,0010 0,90 Out 0,000005 3,0 7,0 0,4 103 92 95 0,010 0,0040 -
LMC6462 LMC6464 SO, MSO, CDIP I, M +3,0 +15 0,020 27 Out 0,000015 0,50 1,5 1,5 124 85 85 0,050 0,015 80
LMC7111 SOT-23,MDIP I +2,7 +11 0,025 7,0 In and Out 0,000100 3,0 7,0 2,0 112 85 85 0,050 0,027 -
LMC6482 LMC6484 SO, MSO, CDIP I, M +3,0 +15 0,50 30 In and Out 0,000020 0,75 3,0 1,0 116 82 82 1,5 1,3 37
LMC7101 SOT-23 I +2,7 +15 0,50 24 In and Out 0,001000 3,0 7,0 1,0 110 75 80 1,1 1,1 37
LMC8101 MSMD, MSOP I +2,7 +10 0,70 49 In and Out 0,001000 0,70 5,0 4,0 80 80 80 1,0 1,0 22
LMC6492 LMC6494 SO I +5,0 +15 0,50 22 In and Out 0,000150 3,0 6,0 1,0 110 82 82 1,5 1,3 37
LMC6572 LMC6574 SO I +2,7 +10 0,038 6,0 Out 0,000020 3,0 7,0 1,5 120 75 75 0,22 0,09 36
LM833 SO, MDIP C ±4,5 ±18 2,5 40 No 500 0,30 5,0 - 110 100 100 15 7,0 4,5
LM6132 LM6134 SO, MDIP I +1,8 +24 0,5 4,3 In and Out 110 2,0 6,0 5,0 100 100 82 10 14 27
LM6142 LM6144 SO, MDIP I +1,8 +24 0,8 6,2 In and Out 180 1,0 2,5 3,0 108 107 87 17 25 16
LMH6645/7 LMH6646 SO, SOT-23 I ±2,5; +3,0 ±6,0; +12 0,70 20 In and Out 360 1,0 4,0 5,0 87 77 83 55 22 17
LM6152 LM6154 SO, MDIP I +2,7 +24 2,0 8,0 In and Out 500 2,0 5,0 10 107 84 91 75 30 9,0
LMH6622 SO, MSO I ±2,5 ±6,3 4,3 90 No 4700 0,20 1,2 2,5 83 100 95 160 80 1,6
LM6171 LM6172 SO, MDIP I ±5; +2,7 ±16; +18 4,0 135 No 1000 3,0 6,0 6,0 99 110 95 100 3600 -
LM6181 LM6182 SO, MDIP I ±3,5 ±16 7,5 130 No 2000 2,0 4,0 5,0 - 60 80 100 1400 4,0
LM7121 SO, SOT-23 I ±5; +2,7 ±18; +15 4,8 52 No 5200 0,90 8,0 - 72 93 70 175 1300 17
LM7171 SO, MDIP, CDIP I, M ±2,7 ±18 6,5 100 No 2700 1,0 3,0 35 81 105 90 200 4100 14
LM7372 LLP, SO, PSOP I ±4,5 ±18 6,5 150 No 2700 8,0 10 12 80 93 90 120 3000 14
LMH6609 SO, SOT-23 I ±3,0 ±6,3 7,0 90 No 2000 0,8 3,5 - - 73 73 180 1400 3,1
LMH6624 LMH6626 SO, MSO, CDIP, SOT-23 I, Ext I ±2,5; +5,0 ±6,0; +12 15 100 No 50 0,25 0,95 0,25 79 90 90 1500 350 0,92
LMH6628 SO, MSO, CDIP, CPACK I ±2,5 ±6,0 9,0 85 No 300 2,0 5,0 5,0 63 62 70 300 550 2,0
LMH6639 SO, MSO I ±2,5; +3,0 ±6,0; +12 3,6 160 Out 1000 1,0 7,0 8,0 100 93 96 190 170 6,0
LMH6642 LMH6643 LMH6644 SO, SOT-23 I ±2,5; +3,0 ±6,0; +12 2,7 115 Out 1500 1,0 7,0 5,0 80 72 75 130 130 17
LMH6654 LMH6655 SO, SOT-23 I ±2,5; +3,0 ±6,0; +12 4,5 180 No 5000 1,0 4,0 6,0 67 90 76 250 200 4,5
LMH6657 LMH6658 SO, MSO, SC-70, SOT-23 I ±2,5; +3,0 ±6,0; +12 6,0 45 No 5000 1,1 7,0 2,0 85 82 82 270 700 11
LMH6672 SO, PSOP, LLP I ±2,5 ±6,5 6,2 600 No 8000 0,2 4,0 - 68 100 78 200 170 4,5
LMH6682 LMH6683* SO, MSO, TSSOP I ±2,5; +3,0 ±6,0; +12 6,5 80 No 5000 1,1 7,0 2,0 85 82 76 190 940 12
LMH6702 SO, SOT-23 I ±5,0 ±6,0 12 80 No 6000 1,0 6,0 13 - 52 48 720 3100 1,8
LMH6714/20 LMH6722 SO, SOT-23 I ±5,0 ±6,0 5,6 70 No 1000 0,2 6,0 8,0 - 58 54 400 1800 3,4
LMH6715 SO, CDIP I ±5,0 ±6,0 5,0 70 No 5000 2,0 8,0 30 - 60 56 480 1300 3,4
LMH6723 SO, SOT-23 I +4,5 +12 1,0 110 No 400 1,0 3,5 - - 64 60 370 600 4,3
LMH6732 SO, SOT-23 I ±4,5 ±6,0 9,0 115 No 2000 3,0 8,0 16 - 62 52 540 2700 2,5
*строенный усилитель

Компания ON Semiconductor производит широкую номенклатуру операционных усилителей. В первой части статьи рассмотрим новые изделия. Три микросхемы — LM392-D, LMV824DR2G, MC34072AMTTBG — уже выпускаются, LMV301SQ2T1G готовится к выпуску.

Отличительной особенностью микросхемы LM392-D является размещение в одном корпусе операционного усилителя и компаратора (рис. 1).

Рис. 1.

Обе схемы питаются от однополярного источника и имеют нижний уровень входного синфазного напряжения, совпадающий со значением отрицательного питания. Возможно также использование двуполярного питания. Микросхема имеет низкое потребление, независимое от уровня питающего напряжения, находящегося в диапазоне 3…32 В. Значение тока потребления в состоянии покоя составляет 600 мкА, что делает выгодным применение микросхемы в портативных устройствах. Выход компаратора рассчитан на подключение цифровых микросхем ТТЛ или КМОП. Операционный усилитель имеет низкий уровень входного напряжения смещения, типичное значение которого составляет 2 мВ. LM392-D может использоваться в детекторах уровня, управляемых напряжением генераторах и усилителях-преобразователях.

Другой новинкой от ON Semiconductor является микросхема LMV824DR2G в корпусе SOIC-14 с шагом выводов 1,27 мм, в отличие от предыдущей модификации LMV824DTBR2G в корпусе TSSOP-14 с шагом 0,65 мм. LMV824 содержит четыре операционных усилителя, основными особенностями которых являются малое входное напряжение смещения, не превышающее 3,5 мВ, и малый температурный уход напряжения смещения, среднее значение которого составляет 1 мкВ/°C. Входное синфазное напряжение включает нулевой уровень (нулевое напряжение относительно потенциала «земли»). Выходное напряжение может изменяться в пределах питающего при нагрузке до 600 Ом. Типичное значение скорости изменения выходного напряжения составляет 1,4 В/мкс. Ток потребления всех четырех усилителей не превышает 1,5 мА в диапазоне температур -40…85°C. Произведение коэффициента усиления на значение полосы пропускания составляет 5 МГц. В качестве области преимущественного применения предлагаются портативные компьютеры и модемы.

Еще одной новинкой компании ON Semiconductor является микросхема MC34072AMTTBG, содержащая два операционных усилителя с однополярным питанием 3…44 В и малым напряжением смещения. Основным отличием данной модификации от ранее освоенных микросхем семейства MC34071/MC34072/MC34074 является исполнение в корпусе WQFN10 с размерами 2,6х2,6х0,8 мм. Семейство из 42 наименований микросхем, содержащих от одного до четырех усилителей и выпускающихся в коммерческом, индустриальном и военном температурных диапазонах, включает также исполнения в корпусах PDIP и SOIC и характеризуется произведением коэффициента усиления на полосу пропускания 4,5 МГц, скоростью изменения выходного напряжения 13 В/мкс и малым временем установления выходного сигнала до уровня 0,1% (1,1 мкс). Хотя микросхемы могут питаться от двуполярного источника, они подходят для подключения к однополярному, так как диапазон уровней входного синфазного напряжения включает нулевое значение (потенциал «земли»). За счет использования во входном каскаде схемы Дарлингтона серия микросхем также обладает высоким входным сопротивлением, малым входным напряжением смещения, не превышающим 3 мВ для исполнения с суффиксом A, и большим коэффициентом усиления. Операционные усилители допускают подключение емкостной нагрузки до 10 нФ и имеют защиту от короткого замыкания на выходе.

В настоящее время готовится к выпуску микросхема LMV301SQ2T1G. Этот операционный усилитель, выполненный по КМОП-технологии, может функционировать в диапазоне питающих напряжений 1,8…5 В и имеет ток потребления в состоянии покоя не более 200 мкА. Малый входной ток смещения (35 пА) и высокое входное сопротивление дают возможность использования микросхем для усиления сигналов приборов с высоким выходным сопротивлением, например фотодиодов. Отличные показатели выходного напряжения, изменяющегося в пределах питающего, позволяют улучшить помехоустойчивость схем. Выходные каскады LMV301 способны работать на нагрузку с активной составляющей до 600 Ом и емкостной до 1000 пФ. Эти микросхемы наиболее подходят для применения в портативных компьютерах, сотовых телефонах, цифровых камерах, различных датчиках.

В дополнение к новинкам хотелось бы рассмотреть еще несколько наиболее интересных микросхем.

MC33077 содержит два прецизионных высококачественных операционных усилителя с большой полосой частот и низким уровнем шума, разработанных на основе биполярных технологий. Специальные решения, использованные в микросхеме, создали условия для достижения низкого уровня входного напряжения смещения и расширения рабочей полосы частот.

MC33077 обеспечивает:

  • низкое входное напряжение шума;
  • низкий температурный коэффициент напряжения смещения;
  • высокую скорость нарастания выходного напряжения;
  • высокий коэффициент усиления и низкий ток потребления.

Выходной каскад на npn-транзисторах обеспечивает:

  • отсутствие переходных искажений выходного сигнала;
  • большой размах выходного напряжения;
  • хороший запас по фазе и усилению;
  • низкое выходное сопротивление при разомкнутой обратной связи.

Усилитель имеет ограничение выходного тока, и при напряжении питания до ±15 В выдерживает короткое замыкание на выходе без повреждения вследствие повышения температуры кристалла.

Микросхема имеет:

  • спектральную плотность шума 4,4нВ/√Гц на частоте 1кГц;
  • входное напряжение смещения 0,2мВ;
  • температурный коэффициент напряжения смещения 2 мкВ/°С;
  • суммарный коэффициент гармоник 0,007%;
  • коэффициент усиления с разомкнутой обратной связью 112дБ;
  • коэффициент усиления 850 на частоте 20кГц и 370 на частоте 100кГц;
  • скорость изменения выходного напряжения 11В/мкс;
  • размах выходного напряжения -14,7…14В;
  • ток потребления 3,5мА;
  • двуполярное питание ±(2,5…18)В.

Выдающиеся характеристики микросхемы MC33077 позволяют использовать ее в качестве высококачественного предварительного и измерительного усилителя, активного фильтра, а также во многих других областях.

Операционные усилители MC33201/ MC33202/ MC33204 обеспечивают функционирование в диапазоне питающего напряжения как для входных, так и для выходных сигналов. Входной сигнал может превысить напряжение питания не более чем на 200 мВ без инверсии фазы выходного сигнала. Выходное напряжение изменяется в пределах, которые меньше значения питающего напряжения лишь на 50 мВ. Такие характеристики позволяют пользователю использовать весь диапазон питающего напряжения. Усилитель может работать от очень низких питающих напряжений относительно нулевого уровня (потенциала «земли»): ±0,9 В для двуполярного источника и 1,8 В для однополярного. Максимальные значения питающих напряжений составляют ±6 В или 12 В, соответственно. Техника форсирования выходного тока обеспечивает высокие выходные характеристики при сохранении тока потребления усилителя на низком уровне. К тому же микросхемы обеспечивают существенные скорость изменения выходного напряжения и нагрузочную способность. Эти силовые возможности, дополненные низкими уровнями шумов и искажений, делают операционные усилители данного семейства привлекательными для использования в звуковой технике. Микросхемы MC33201/ MC33202/ MC33204 имеют:

  • ток потребления 0,9мА на каждый усилитель в корпусе;
  • ток короткого замыкания 80мА;
  • возможность подключения нагрузки с сопротивлением до 600Ом;
  • типичное значение произведения усиления на полосу частот 2,2МГц;
  • диапазон температур от -40…105°C или -55…125°C.

Однако обеспечение высокого выходного тока выдвигает встречное требование к потребителю — ограничение температуры кристалла в пределах 150°C.

Микросхемы семейства NE5534/ SA5534/ SE5534 содержат в корпусе по одному малошумящему высокопроизводительному операционному усилителю. Это делает их особенно пригодными для использования в высококачественной и профессиональной звуковой технике, точных приборах, медицинском оборудовании, схемах управления и усилителях телефонных каналов. Эти операционные усилители имеют внутреннюю коррекцию при коэффициенте усиления три и выше. Их частотная характеристика может быть оптимизирована использованием внешнего корректирующего конденсатора.

Микросхемы семейства NE5534/ SA5534/ SE5534 имеют:

  • полосу частот низкоуровневого сигнала 10МГц;
  • входное нормированное напряжение шума 4нВ/√Гц;
  • коэффициент усиления постоянного сигнала 100000 (100дБ) и переменного сигнала 6000 на частоте 10кГц;
  • полосу частот обеспечения мощности 200кГц;
  • возможность получения скорости изменения выходного напряжения 13В/мкс;
  • возможность подключения нагрузки с активным сопротивлением 600Ом при уровне среднеквадратического значения выходного напряжения 10В и питающем напряжении ±18 В;
  • диапазон питающих напряжений ±(3…20)В.

NE5230 является низковольтным операционным усилителем, напряжение питания которого может изменяться в диапазоне 1,8…15 В и может быть как двуполярным, так и однополярным. В последнем случае выходное напряжение может изменяться от нулевого уровня. Микросхема имеет вывод управления смещением, посредством воздействия на который можно изменять ток потребления. При напряжении питания ±0,9 В потребляемый ток равен 110 мкА (при свободном выводе управления). В этом случае обеспечивается полоса частот единичного усиления 250 кГц. При подключении вывода управления к выводу отрицательного питания полоса частот единичного усиления увеличивается до 600 кГц, а ток потребления — до 600 мкА. В этом режиме микросхема обеспечивает нагрузочные характеристики за пределами звукового диапазона частот. NE5230 имеет оригинальный входной каскад, который расширяет диапазон входного синфазного напряжения ниже отрицательного и выше положительного напряжения питания на 250 мВ. Микросхема также обеспечена внутренней коррекцией. Операционный усилитель имеет входной ток смещения ±40 нА и коэффициент усиления при разомкнутой обратной связи 125 дБ. Эти параметры создают предпосылки для использования микросхем совместно с различными датчиками. Запас по коэффициенту усиления позволяет обеспечить высокую точность обработки сигналов. Выходной каскад класса АВ создает значительный динамический диапазон, пределы которого уступают напряжению питания только на 100 мВ с каждой стороны. Микросхема идеально подходит для портативного звукового оборудования и удаленных датчиков благодаря малому потреблению, достаточной полосе частот и уровню шума 30 нВ/√Гц.

TCA0372 является схемой, ориентированной на использование в качестве мощного операционного усилителя в широком диапазоне применений, включая сервоусилители и источники питания. Отсутствие на переходной характеристике зоны нечувствительности обеспечивает возможность подключения в качестве нагрузки обмоток приводов. Эти микросхемы имеют: выходной ток до 1 А (!); скорость изменения выходного напряжения 1,3 В/мкс; диапазон частот 1,1 МГц; встроенную тепловую защиту; возможность подключения однополярного или двуполярного источника питания. Диапазон синфазного входного напряжения этих усилителей включает нулевой уровень (потенциал «земли»).

Заключение

Хотелось бы обратить внимание на оптимальность соотношения цена/качество продукции фирмы ON Semiconductor. Описать все представленные ею операционные усилители в рамках данной статьи, даже в сжатой форме, а также включить полную таблицу всего ассортимента с указанием основных характеристик не представляется возможным. В таблице 1 дается сокращенный перечень микросхем.

Таблица 1. Операционные усилители компании ON Semiconductor

Микросхема

Описание

Число каналов

Uпит. мин., В

Uпит. макс., В

Iвых. тип, мА

Iпотр. тип, мА

Kxfпол. пропуск. тип, МГц

Vнараст. вых напр. тип, В/мкс

Uвх.смещ. макс, мВ

ОУ с напряжением питания от 1,8 В, малым током смещения и выходным
напряжением в пределах питающего

SC-88A, SOT-353, SC-70 5 LEAD

Дополняющие ОУ и прецизионный компаратор

SOIC-8 Narrow Body

Четыре ОУ с низким потреблением
и выходным напряжением в пределах питающего

Два ОУ с единым питанием 3…44 В
и малым напряжением смещения

WQFN10, 2.6×2.6, 0.5P

Два ОУ с напряжением питания 3…44 В

Два малошумящих ОУ

Два малошумящих ОУ

Четыре малошумящих ОУ

ОУ с напряжением питания

в пределах питающего

Два ОУ с напряжением питания
от 1,8…12 В и выходным напряжением
в пределах питающего

Четыре ОУ с напряжением питания
от 1,8…12 В и выходным напряжением
в пределах питающего

ОУ с напряжением питания 3…44 В

Четыре ОУ с напряжением питания 3…44 В

Четыре ОУ с напряжением питания 3…44 В

Низковольтный ОУ

Малошумящий ОУ

Низковольтный ОУ

Два малошумящих ОУ с внутренней компенсацией

Малошумящий ОУ

Два малошумящих ОУ с внутренней компенсацией

Малошумящий ОУ


и большим выходным током

Два ОУ с напряжением питания 5…40 В
и большим выходным током

За более подробной информацией следует обращаться на сайт производителя: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/parametrics.do?id=453 .

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail:

NCP694 — 1А LDO-регулятор от ONSemi

ON Semiconductor анонсировала LDO-регулятор серии NCP694 с очень низким падением напряжения и выходным током 1 А.

  • Входное напряжение: 1,4…6В
  • Выходной ток:
  • Ток собственного потребления: 60мкА (0,1мкА в спящем режиме)
  • Падение напряжения для Uвых= 3,3В: 50мВ @ 0,3А, 180мВ @ 1А

NCP694 — КМОП регулятор напряжения, поддерживающий выходной ток до 1 А и напряжение на выходе ниже 1,2 В. Нестабильность выходного напряжения регулятора составляет 3 мВ. Функция "Chip enable" может быть использована для перевода устройства в спящий режим, таким образом значительно сокращая потребление тока. Подавление пульсаций до 70 дБ наряду с ограничением по току и термозащитой делают это устройство многофункциональным и устойчивым к внешним воздействиям.

NCP694 доступен в вариантах с регулируемым выходным напряжением, а также фиксированным напряжением 0,8; 1,0; 1,2; 2,5; 3,3 В в миниатюрных корпусах HSON-6 и SOT-89.

ON Semi выпустила новые N-канальные МОП-транзисторы на 600 В

Компания ON Semiconductor анонсировала новые N-канальные МОП-транзисторы NDD04N60Z-1G, NDD04N60ZT4G, NDF06N60ZG, NDF10N60ZG с рабочим напряжением до 600 В.

Основные особенности:

  • Доступны версии с током стока 4, 6 и 10А;
  • Низкое сопротивление R DS(ON) — порядка 0,65Ом;
  • Малое значение заряда затвора- до 19нК;
  • Высокая степень защиты от ЭСР, осуществляемая посредством встроенных стабилитронов;
  • Корпуса TO-220FP, DPAK и IPAK.

Компания Maxim/Dallas выпускает широкую номенклатуру радиоэлектронных компонентов, в том числе и операционных усилителей. В статье кратко описываются так называемые "rail-to-rail" операционные усилители, допускающие изменение входного синфазного сигнала от нуля до напряжения источника питания при однополярном питании или от отрицательного до положительного источника при двуполярном и обеспечивающие выходное напряжение в том же диапазоне.

Операционные усилители, допускающие изменение входных синфазных сигналов в полном диапазоне питающих напряжений, очень удобны во многих областях применения. Компания Maxim/Dallas выпускает более 150 типов таких ОУ. Для первичного ознакомления рассмотрим приборы, работающие при напряжения питания 2,85 В и менее, имеющие в корпусе один или два ОУ и выпускаемые в корпусах для поверхностного монтажа SC70 и SOT. Перечень таких микросхем приведен в табл. 1, а схематическое изображение корпусов и разводка выводов - на рис. 1.

В таблице приняты следующие обозначения:

N - число ОУ в корпусе; ShDn - возможность выключения ОУ по входу Shutdown; К У МИН - минимальный коэффициент усиления, при котором сохраняется его устойчивость; U ПИТ - диапазон питающих напряжений при однополярном питании; I ПИТ МАХ - максимальный ток потребления микросхемы; U СМ - напряжение смещения нуля; КОС.СФ - коэффициент ослабления входного синфазного напряжения; КВЛ.ИП - коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения; I ВХ - входной ток; f1 - частота единичного усиления; V UВЫХ - максимальная скорость нарастания выходного напряжения; U Ш - спектральная плотность шумового напряжения, приведенная к входу; I Ш - спектральная плотность шумового входного тока; f Ш - частота, на которой нормируются UШ и IШ.

Цена микросхем указана для покупки в США партии не менее 1000 шт.

ассмотрим некоторые особенности перечисленных в табл. 1 операционных усилителей. Все они обладают очень полезным свойством - при перегрузке по входам полярность выходного сигнал не меняется. Большинство усилителей имеет на входе резистивно-диодную защитную цепь (рис. 2), резко снижающую входное сопротивление при превышении входным сигналом уровня порядка 2 В. Для некоторых микросхем пороговое напряжение, при котором происходит снижение входного сопротивления, существенно ниже, поскольку у них в защитной цепи только два диода, а не шесть.


Рис. 2

Операционные усилители МАХ4122 и МАХ4124 на нагрузке 250 Ом обеспечивают выходное напряжение, лишь на 300 мВ не доходящее до напряжения питания. Аналогичными свойствами обладает ОУ МАХ4130.

ОУ МАХ4162 имеет уникальное входное сопротивление для дифференциального сигнала - более 1013 Ом. Напряжение питания этой микросхемы может достигать 10 В. В ОУ нет защитной входной цепи, а синфазный входной сигнал может заходить за уровни напряжения питания на 250 мВ. Таким же свойством обладают и некоторые другие ОУ.

КМОП ОУ микросхем МАХ4230-МАХ4232 обеспечивают выходной ток до 30 мА и скорость нарастания выходного сигнала до 10 В/мкс.

Микросхема МАХ4240 может гарантированно работать при напряжении питания 1,8 В, потребляя при этом менее 18 мкА. Синфазный входной сигнал может заходить за уровни напряжения питания.

Микросхемы МАХ4321-МАХ4323 могут работать на нагрузку 250 Ом.

КМОП ОУ МАХ4490 и МАХ4491 обладают минимальным уровнем шумов.

Большинство серий микросхем, перечисленных в табл. 1, имеют продолжения в виде приборов, содержащих по два и четыре ОУ в одном корпусе.

Следует отметить, что сайт компании Maxim/Dallas очень удобен для подбора радиоэлементов. Из имеющегося обилия однотипных компонентов можно автоматически отобрать нужные по заданным параметрам - числу ОУ в корпусе, напряжению питания, быстродействию, смещению нуля, коэффициенту усиления и по всем другим функциональным возможностям. Список отобранных компонентов можно отсортировать по возрастанию или убыванию величины какого-либо параметра, а щелкнув по обозначению микросхемы, получить справочные данные (data sheet), а также модели для отобранных микросхем.

65 нанометров - следующая цель зеленоградского завода «Ангстрем-Т», которая будет стоить 300-350 миллионов евро. Заявку на получение льготного кредита под модернизацию технологий производства предприятие уже подало во Внешэкономбанк (ВЭБ), сообщили на этой неделе «Ведомости» со ссылкой на председателя совета директоров завода Леонида Реймана. Сейчас «Ангстрем-Т» готовится запустить линию производства микросхем с топологией 90нм. Выплаты по прошлому кредиту ВЭБа, на который она приобреталась, начнутся в середине 2017 года.

Пекин обвалил Уолл-стрит

Ключевые американские индексы отметили первые дни Нового года рекордным падением, миллиардер Джордж Сорос уже предупредил о том, что мир ждет повторение кризиса 2008 года.

Первый российский потребительский процесор Baikal-T1 ценой $60 запускают в массовое производство

Компания «Байкал Электроникс» в начале 2016 года обещает запустить в промышленное производство российский процессор Baikal-T1 стоимостью около $60. Устройства будут пользоваться спросом, если этот спрос создаст государство, говорят участники рынка.

МТС и Ericsson будут вместе разрабатывать и внедрять 5G в России

ПАО "Мобильные ТелеСистемы" и компания Ericsson заключили соглашения о сотрудничестве в области разработки и внедрения технологии 5G в России. В пилотных проектах, в том числе во время ЧМ-2018, МТС намерен протестировать разработки шведского вендора. В начале следующего года оператор начнет диалог с Минкомсвязи по вопросам сформирования технических требований к пятому поколению мобильной связи.

Сергей Чемезов: Ростех уже входит в десятку крупнейших машиностроительных корпораций мира

Глава Ростеха Сергей Чемезов в интервью РБК ответил на острые вопросы: о системе «Платон», проблемах и перспективах АВТОВАЗа, интересах Госкорпорации в фармбизнесе, рассказал о международном сотрудничестве в условиях санкционного давления, импортозамещении, реорганизации, стратегии развития и новых возможностях в сложное время.

Ростех "огражданивается" и покушается на лавры Samsung и General Electric

Набсовет Ростеха утвердил "Стратегию развития до 2025 года". Основные задачи – увеличить долю высокотехнологичной гражданской продукции и догнать General Electric и Samsung по ключевым финансовым показателям.

Электропитание

Дифференциальный усилитель на ОУ с однополярным питанием – включение

Начнем с терминов, чтобы было понятнее, о чем ниже пойдет речь.

Усилитель – это некий узел или даже целый прибор, который может увеличивать мощность проходящего через него электрического сигнала. Здесь не зря употреблено слово "мощность", так как есть и другие приборы, увеличивающие отдельные показатели тока – его силу или напряжение (например, трансформаторы), такие элементы нельзя назвать усилителями.

Дифференциальные усилители – это такой вид усилителей, у которых сигнал на выходе соответствует разности потенциалов на входах (чаще всего входов два, но очень редко применяются диф. усилители с одним входом, например, повторители) увеличенной на определенный коэффициент.

ОУ (аббревиатура от слов "операционный усилитель", в английском звучит как operational amplifier или OpAmp) – это подвид дифференциальных усилителей постоянного тока, отличающихся очень высоким коэффициентом усиления.

Обозначаются они в схемах так.

ОУ с однополярным питанием

Питание ОУ может быть двуполярным (у источника питания есть выход отрицательного потенциала, положительного и ноль) или однополярным (подается только положительный потенциал и ноль).

Однополярное питание ОУ намного проще в реализации современных схем, работающих на аккумуляторах или батареях.

К преимуществам однополярного питания ОУ можно отнести следующие:

1.Мощность потребления снижена (в сравнении с двуполярными);

2.Требуется использование только одного источника тока;

3.Имеется возможность построения эффективных схем для переносных устройств, питающихся от аккумуляторных батарей.

Именно поэтому большинство современных операционных усилителей рассчитаны на однополярное питание и работают фактически наполовину (например, семейство Rail to Rail).

Но из-за низкой точности и уменьшенного коэффициента усиления необходимо особое внимание уделять правильному подбору ОУ.

Ввиду большого ассортимента ОУ и их функциональных возможностей, процедура выбора готового усилителя под собственные нужды становится достаточно сложной. Помочь в этом может следующая схема от ведущего производителя STMicroelectronics.

Здесь GBR – это граничная частота, а Icc – это ток потребления. Для подбора готовых элементов от других производителей можно воспользоваться поиском прямых аналогов.

Включение ОУ с однополярным питанием в схемы

Ниже рассмотрим наиболее популярные реализации типовых задач ОУ.

Самая простая – включение ОУ в схемы, где входящий сигнал подается относительно земли.

Инвертирующий усилитель будет выглядеть следующим образом.

Выходной сигнал будет вычисляться по формуле

Схема будет работать только при положительном Vin.

Ниже изображен ОУ со смещением, подаваемым на неинвертирующий вход.

Более мощный неинвертирующий ОУ будет включаться так.

Здесь коэф.усиления равен 10 (при условии, что R1 имеет номинал 910 кОм, R2 100 кОм, а R3 91 кОм, в качестве DA1 используется LM358). Расчет производится на основе формулы k=1+R1/R2.

Вариант дифференциального усилителя.

15.07.2019 - 08:24
Может

  • Сергей / 06.02.2019 - 23:23
    Uвых = (1 + 2 · R1/R2) · (Uвх1 – Uвх2) Интересно чему равно напряжение на выходе если Uвх1


  • Предыдущая статья: Следующая статья:

    © 2015 .
    О сайте | Контакты
    | Карта сайта