Схема и работа операционных усилителей lm741 tlo72 lm386?
Схема и работа операционных усилителей LM741, TL072 и LM386:
Вот разбивка схем и работы этих распространенных операционных усилителей:
<б>1. Операционный усилитель LM741:
Схема:
LM741 — это классический операционный усилитель на биполярном транзисторе (BJT) со сложной внутренней структурой. Вот упрощенное представление:
* Входной дифференциальный усилитель: Два входных транзистора Q1 и Q2 образуют дифференциальный усилитель.
* Сдвиг уровня: Выход дифференциального усилителя подается на преобразователь уровня, состоящий из транзисторов Q3 и Q4.
* Выходной усилитель: Выходной усилитель представляет собой двухтактный каскад с транзисторами Q5 и Q6, обеспечивающими высокий выходной ток.
* Сеть смещения: Обеспечивает необходимое смещение постоянного тока для транзисторов.
Операция:
LM741 работает по принципу отрицательной обратной связи. Небольшая разница в напряжении между двумя входными клеммами (инвертирующая (-) и неинвертирующая (+)) усиливается внутренней схемой. Затем выходное напряжение подается обратно на инвертирующий вход через цепь обратной связи.
* Инвертирование конфигурации: Когда входной сигнал подается на инвертирующий вход, выходное напряжение сдвинуто по фазе с входным на 180 градусов.
* Неинвертирующая конфигурация: Когда входной сигнал подается на неинвертирующий вход, выходное напряжение находится в фазе с входным.
Основные особенности:
* Высокое усиление: LM741 имеет коэффициент усиления без обратной связи около 200 000.
* Низкий входной ток смещения: Типичный ток смещения находится в диапазоне наноампер.
* Широкий диапазон рабочего напряжения: Может работать от 5В до 18В.
* Низкая стоимость: LM741 — один из самых экономичных операционных усилителей.
Ограничения:
* Ограниченная пропускная способность: Имеет ограниченную полосу пропускания около 1 МГц.
* Скорость нарастания: Максимальная скорость изменения выходного напряжения ограничена (обычно 0,5 В/мкс).
* Шум: Более высокий уровень шума по сравнению с новыми операционными усилителями.
<б>2. Операционный усилитель TL072:
Схема:
TL072 — это операционный усилитель с двумя входами JFET, имеющий более простую структуру, чем LM741:
* Этап ввода JFET: Во входном каскаде используются транзисторы JFET, обеспечивающие высокий входной импеданс и низкий ток смещения.
* Выходной каскад BJT: В выходном каскаде используются биполярные транзисторы для обеспечения высокого выходного тока.
Операция:
TL072 работает аналогично LM741, но его входной каскад JFET обеспечивает несколько преимуществ:
* Чрезвычайно высокое входное сопротивление: Обычно в диапазоне гигаом.
* Меньший входной ток смещения: В пикоамперном диапазоне.
* Пониженный уровень шума: JFET по своей природе тише, чем BJT.
Основные особенности:
* Высокое входное сопротивление: Идеально подходит для приложений, требующих входов с высоким импедансом.
* Широкий диапазон рабочего напряжения: Работает от ±3 В до ±18 В.
* Низкий уровень шума и дрейфа: Благодаря входному каскаду JFET.
* Более высокая пропускная способность: Более широкая полоса пропускания по сравнению с LM741 (около 5 МГц).
Ограничения:
* Более высокая стоимость: Дороже, чем LM741.
<б>3. Операционный усилитель LM386:
Схема:
LM386 — специализированный аудиоусилитель, предназначенный для аудиоприложений с низким энергопотреблением:
* Операция с единой поставкой: Работает от одного напряжения питания (обычно от 5 В до 12 В).
* Внутренняя регулировка усиления: Позволяет регулировать усиление с помощью одного внешнего резистора.
* Интегрированный выходной каскад: Включает мощный выходной каскад для управления динамиками.
Операция:
LM386 усиливает аудиосигналы за счет увеличения уровней напряжения и тока. Внутренняя цепь регулировки усиления позволяет регулировать коэффициент усиления.
Основные особенности:
* Усиление звука с низким энергопотреблением: Предназначен для приложений, требующих низкого энергопотребления.
* Простота в использовании: Простота реализации благодаря единому напряжению питания и минимальному количеству внешних компонентов.
* Встроенная регулировка усиления: Позволяет удобно регулировать усиление.
Ограничения:
* Ограниченная пропускная способность: Полоса пропускания ниже, чем у LM741 и TL072 (обычно 20 кГц).
* Фиксированный выигрыш: Максимальный выигрыш зафиксирован на отметке 200.
Вкратце:
* LM741: Классический недорогой операционный усилитель общего назначения с ограниченной полосой пропускания и более высоким уровнем шума.
* TL072: Операционный усилитель с двойным входом JFET, высоким входным сопротивлением, низким уровнем шума и более широкой полосой пропускания, чем LM741.
* LM386: Специализированный аудиоусилитель, оптимизированный для аудиоприложений с низким энергопотреблением, со встроенным регулятором усиления и единым напряжением питания.
Выбор операционного усилителя зависит от требований конкретного приложения. Для приложений общего назначения, где стоимость является ключевым фактором, LM741 является подходящим выбором. Для приложений, требующих высокого входного импеданса, низкого уровня шума и более широкой полосы пропускания, лучшим вариантом является TL072. LM386 идеально подходит для аудиоприложений с низким энергопотреблением.