Các mạch thực sự đằng sau một opamp là gì?

Vì vậy, sinh viên EE năm đầu tiên, và tôi chỉ học về op-amps. Tôi hiểu mô hình lý tưởng, và biết cách phân tích chúng, và hiểu ý tưởng đằng sau chúng / mạch mà chúng tôi đã thể hiện ở bên trong chúng. Ngoại trừ, đó không phải là mạch thực, nó có nguồn phụ thuộc. Câu hỏi của tôi là, những gì thực sự bên trong một op-amp? Nếu chúng ta thay thế nguồn phụ thuộc bằng nguồn thực, chúng ta sẽ thấy gì? (Tôi đoán đây cũng là một câu hỏi về 'Nguồn phụ thuộc, thực sự là gì?'). Tôi đã tìm kiếm ở khắp mọi nơi và tôi luôn tìm thấy cùng một câu trả lời 'Nguồn phụ thuộc là công cụ hữu ích để mô hình hóa một mạch'. Nhưng họ thực sự là gì?

Dưới đây là một bộ 35 đô la bạn có thể thực hiện, kết thúc tương đương với 741 op-amp sử dụng các bóng bán dẫn 13 2N3904 và 7 2N3906 rời rạc. Nó có tám bài viết ràng buộc đại diện cho tám chân của thiết bị.

Dưới đây là một liên kết đến bảng dữ liệu, bao gồm sơ đồ cho bộ (hiển thị bên dưới) và BOM.

So sánh với 741 "thực" trong bảng dữ liệu TI :

Chúng hầu như giống nhau, thậm chí xuống các giá trị điện trở.

Ngoài ra còn có một "Nguyên tắc hoạt động" gồm 11 trang , đi sâu vào khá nhiều chi tiết về cách thức hoạt động của nó. Và cuối cùng, họ có một Wiki .

" Các nguồn phụ thuộc là các công cụ hữu ích để mô hình hóa một mạch '. Nhưng chúng thực sự là gì? "

Về "nguồn phụ thuộc": Chúng tôi phân biệt giữa bốn nguồn có thể kiểm soát (phụ thuộc) khác nhau:

Nguồn điện áp được điều khiển bằng điện áp (VCVS), nguồn điện áp được điều khiển hiện tại (CCVS), nguồn hiện tại được điều khiển bằng điện áp (VCCS) và nguồn hiện tại được điều khiển bằng dòng điện (CCCS).

Ví dụ:

• Các bóng bán dẫn (lưỡng cực và FET): VCCS

• Bộ khuếch đại hoạt động: VCVS

• Bộ khuếch đại chuyển đổi hoạt động (OTA): VCCS

• Băng tải hiện tại (thế hệ thứ hai, CCII): CCCS.

Trong thực tế, tất cả các nguồn phụ thuộc là không lý tưởng (trở kháng đầu vào và đầu ra hữu hạn, phụ thuộc tần số). Điều đó có nghĩa là: Các nguồn phụ thuộc thực có thể được mô hình hóa bằng các nguồn phụ thuộc lý tưởng kết hợp với các phần tử "ký sinh" (điện trở, tụ điện)

Các câu trả lời khác đã đề nghị xem xét việc triển khai các op-amps thực sự như 741, nhưng từ góc độ học cách chúng hoạt động, cách tốt nhất để bắt đầu là với một hệ thống đơn giản. Cốt lõi của op-amp là cặp đuôi dài . Điều này có thể được xây dựng và vận hành hoặc phân tích tách biệt với phần còn lại của op-amp và cung cấp các nguyên tắc cơ bản cơ bản của op-amp là gì . Nhìn vào sơ đồ 741, lưu ý rằng các cặp bóng bán dẫn (Q1, Q3) và (Q2, Q4) đang thay thế cho các bóng bán dẫn đơn Q1 và Q2 trong sơ đồ trên wikipedia. Các điện trở trong mạch wikipedia được bổ sung các bóng bán dẫn để cho phép hoạt động của bộ khuếch đại lõi đó được tối ưu hóa. Phần còn lại của mạch 741 về cơ bản được thiết kế để cải thiện đáp ứng của bộ khuếch đại này (loại bỏ bù, tăng mức tăng, cải thiện tần số, v.v.), và không thực sự cần thiết để thực hiện công việc cơ bản.

Tìm kiếm 'sơ đồ LM709' hoặc 'sơ đồ LM 741'. Đó là một số opamp đầu tiên có sẵn và có sơ đồ hợp lý đơn giản. Các opamp hiện đại dựa trên các nguyên tắc tương tự, nhưng nhìn chung có các mạch phức tạp hơn (vì các bóng bán dẫn bây giờ rẻ hơn nhiều, và các yêu cầu về hiệu suất tiếp tục tăng).

Trên các trang web của các nhà sản xuất chip, bạn có thể tìm thấy tài liệu mở rộng trên hầu hết các IC, bao gồm cả các opamp mà bạn thực sự sử dụng trong phòng thí nghiệm điện tử của mình. Tài liệu như vậy thường bao gồm các sơ đồ. Đặc biệt là đối với chip opamp.