Diferenciálny zosilňovač založený na jednozdrojovom operačnom zosilňovači - zapínanie. ON Semiconductor Operačné zosilňovače Vysokorýchlostné operačné zosilňovače

Spoločnosť National Semiconductor, založená v roku 1959, prešla dlhú cestu od výroby prvých diskrétnych tranzistorov až po najzložitejšie komponenty moderných informačných zariadení. Vďaka schopnosti vytvárať zariadenia s úrovňami integrácie od základných stavebných blokov a jednočipových systémov až po vysokovýkonné viacčipové a multifunkčné súpravy a kombináciou analógových a digitálnych technológií spoločnosť implementuje optimálne riešenia pre spotrebiteľské a komunikačné trhy v rámci celého sveta. široký sortiment produktov. Pozornosť si zaslúžia aj základné prvky analógovej elektroniky vyvinuté a vyrábané spoločnosťou National Semiconductor, najmä integrované operačné zosilňovače, ktoré sú v Rusku oveľa menej populárne ako napríklad produkty od Analog Devices, hoci vo väčšine prípadov v žiadnom prípade nie sú nižšia ako druhá za výrazne nižšiu cenu. Operačné zosilňovače (op-amps) National Semiconductor podľa množstva parametrov možno rozdeliť do niekoľkých rodín (skupín), čiastočne sa toto rozdelenie prejavuje aj v systéme označovania čipov, ktorý spoločnosť používa. toto:

1. General Purpose Amplifiers (LM).

2. Vysoká rýchlosť (LMH) - frekvencia zosilnenia jednoty viac ako 50 MHz.

3. Nízky výkon (Low Power - LP, LPV) - spotreba prúdu menej ako 1,5 mA.

4. Micropower (Micro Power - LP, LPV) - spotreba prúdu menšia ako 25 μA.

5. Nízke napätie (LMV) - napájacie napätie menšie ako 3 V.

6. Presnosť - zosilnenie viac ako 100 dB, ofsetové napätie menšie ako 1 mV.

7. Low Noise - šumové napätie menšie ako 10 nVC Hz.

8. Výkonný (High Output Power) - výstupný prúd viac ako 100 mA.

9. So vstupným a výstupným napätím v blízkosti napájacieho napätia (IO Rail to Rail).

Zo zrejmých dôvodov nie je toto rozdelenie striktné; operačný zosilňovač môže byť súčasne vysokorýchlostný, nízkošumový, s výstupným napätím blízkym napájaciemu napätiu atď. Okrem toho sa mikroobvody rovnakého typu vyrábajú v rôznych puzdrách a prevedeniach - na všeobecné použitie (komerčné), na priemyselné použitie (priemyselné) a na špeciálne, čítacie - vojenské použitie (vojenské), líšia sa množstvom parametrov, najmä , v rozsahu prevádzkových teplôt . Treba tiež poznamenať, že popri zvládnutí výroby nových produktov sa spoločnosť neustále zaoberá zdokonaľovaním a vývojom už vyrábaných produktov, čo je dobre viditeľné napríklad na známej lacnej a veľmi obľúbenej rodine produktov. nízkovýkonové operačné zosilňovače LM321/358/324(single/dual/quad) so spotrebou prúdu 0,2 - 0,4 mA na kanál. K dispozícii je niekoľko úprav: LP324/LP2902- quad micro power so spotrebou prúdu 21 µA, LMV321/358/324 - nízkonapäťový, s napájacím napätím od 2,7 V do 5,5 V, LPV321/358/324, vyrábané patentovanou technológiou BICMOS - mikrovýkonové nízkonapäťové so spotrebným prúdom 9 µA atď.

Pokračujeme v úvahách o nízko- a mikro-výkonových operačných zosilňovačoch od National Semiconductor, prejdime k popisu najnovšieho vývoja spoločnosti.

Zosilňovač LM7301, vyrábaný v miniatúrnom obale SOT23-5, zaberajúcom 2x menšiu plochu ako SOIC-8, určený pre jednopólové napájanie v rozsahu napätia od 1,8 V do 32 V s odberom prúdu 0,6 mA. Má „super“ vstup Rail to Rail (od -0,25 V do +5,25 V pri napájacom napätí +5 V) a výstup Rail to Rail a je ideálny pre použitie vo všetkých druhoch prenosných zariadení, modemov, PCMCIA kariet notebookov. PC a pod.

Zosilňovače LMV751 a rodina LMV821/2/4(single/dual/quad) sú určené na použitie v prenosných RF zariadeniach, prenosných počítačoch atď. LMV751 je presný nízkošumový operačný zosilňovač (úroveň šumu 6,5 nV/C Hz) s frekvenciou jednotného zisku 5 MHz a nízkym offsetovým napätím 1 mV. Pracuje s jedným zdrojom od 2,7 do 5,5 V a spotrebuje prúd 0,6 mA. LMV821 pri rovnakom napájacom napätí spotrebuje 0,3 mA na kanál, frekvencia jednotkového zisku je 6,5 MHz, ale má viac šumu, napätia a predpätia. Jednotlivé zosilňovače sú dostupné v miniatúrnych baleniach SOT23-5.

LMV771- nízkošumový, lacný presný operačný zosilňovač s rozšíreným rozsahom prevádzkových teplôt od -40 do +125 °C. Funguje na jedno napájacie napätie v rozsahu od 2,7 do 5,5 V a spotrebuje prúd 0,6 mA, pričom poskytuje zisk 100 dB a šum 9 nVnV/C Hz. Zosilňovač má malé offsetové napätie 0,85 mV a jeho teplotný drift je tiež normalizovaný v celom teplotnom rozsahu 0,35 μV/°C. Umožňuje privádzať na vstup bežné napätie od 0 V. Frekvencia zosilnenia jednotky je 3,5 MHz. Dostupné v miniatúrnom puzdre SC70-5 s rozmermi 2x2x1 mm.

Séria zosilňovačov LM6132-42 Navrhnuté pre použitie vo vysokorýchlostných zariadeniach napájaných z batérie. LM6132/4(dual/quad) - Interne korigovaný operačný zosilňovač s jedným zdrojom, ktorý dosahuje vynikajúci pomer rýchlosti otáčania k spotrebe energie. Výhodou mikroobvodu je aj široký rozsah napájacích napätí od 2,7 V do 24 V, vstup a výstup Rail to Rail a vysoký pomer odmietnutia spoločného režimu signálu. S frekvenciou jednotného zisku 10 MHz je prúdová spotreba iba 360 μA, čo robí tento operačný zosilňovač nepostrádateľným v prenosných zariadeniach, ako sú prístrojové zosilňovače, rádiové prijímače a vysielače, ovládače displeja atď. LM6142/4- podobný LM6132/4, ale pracuje v širšom rozsahu napájacích napätí od 1,8 V do 24 V, má vyššie zosilnenie 108 dB a pomer odmietnutia spoločného režimu 107 dB, frekvenciu zosilnenia jednoty 17 MHz so spotrebou prúdu 650 μA. Dostupné v obaloch SOIC a MDIP, ako aj v obaloch CDIP s rozsahom prevádzkovej teploty od -55 do 125 °C.

Zaujímavé sú supernízkonapäťové operačné zosilňovače LMV931/2/4(jednoduchý/duálny/štvornásobný), pracujúci pri napájacích napätiach od 1,5 do 5,5 V, zameraný na použitie v zariadeniach napájaných jedným Li-Ion prvkom. Vďaka použitiu miniatúrnych krytov možno operačné zosilňovače ľahko integrovať do mobilných telefónov a počítačových dosiek. Zosilňovače majú vstup a výstup Rail to Rail, nízku spotrebu prúdu 100 µA na kanál a poskytujú frekvenciu jednotného zisku 1,4 MHz. Zosilnenie pri nulovej frekvencii bez spätnej väzby je 101 dB. Upravené pre stabilnú prevádzku pri akomkoľvek zosilnení, ako aj pri kapacitnom zaťažení do 1000 pF. Pracujte v rozsahu teplôt od -40 do +125 °C. Jednotlivé operačné zosilňovače sú dostupné v miniatúrnych balíkoch SC70-5 a SOT23-5, duálne operačné zosilňovače v balíkoch MSOP-8 a SOIC-8, štvornásobné operačné zosilňovače v balíkoch TSSOP-14 a SOIC-14.

Séria zosilňovačov LMC, vyrobené technológiou CMOS, tiež patria do kategórie nízko- a mikro-výkonových. Ich charakteristickým znakom sú zanedbateľné vstupné prúdy, a preto pracujú v elektrometrických zariadeniach, prístrojoch na meranie zvodových prúdov, rôznych vedeckých zariadeniach atď. Napríklad pre presný zosilňovač LMC6001 typická hodnota vstupného prúdu je 25 fA (f - femto 10 -15). Pozoruhodná je technika, ktorú spoločnosť používa na testovanie novo vyrobených zosilňovačov - 3 krát za sebou v prvej minúte; zariadenia indikujúce vstupný prúd vyšší ako 25 fA sú odmietnuté. Tento zosilňovač má veľmi nízku hladinu hluku 25 nV/C Hz. K dispozícii je ochrana proti elektrostatickému potenciálu do 2000 V. Dostupné v kryte MDIP.

Rozsah zosilňovačov série LMC je pomerne široký. Nízkovýkonové zosilňovače LMC6022/4(dual/quad) sú vyrobené pomocou patentovaného technologického procesu Double-Poly Silicon-Gate a môžu pracovať s jednoduchými a bipolárnymi zdrojmi až do 15 V swing. Majú výstup Rail to Rail a nízku spotrebu energie 40 µA na kanál. Rýchlejšie zosilňovače s výstupom Rail to Rail LMC6032/4 za veľmi nízku cenu majú veľmi vysoký zisk 126 dB. Pri spotrebe prúdu 0,4 mA je frekvencia zosilnenia jednotky 1,4 MHz a rýchlosť prechodu výstupného napätia je 1,1 V/μs. Nízkonapäťové operačné zosilňovače LMC6035/6 s výstupom Rail to Rail môžu pracovať s jednopólovým napájaním 2,7 V (napríklad z 3 NiCd batérií), vďaka čomu sú veľmi vhodné pre prenosné systémy s vlastným napájaním. Inak sú ich parametre podobné ako u LMC6022/4. Zosilňovače sú dostupné v rôznych krytoch.

Mikrovýkonové zosilňovače LMC6041/2/4 so spotrebou prúdu 14 µA na kanál majú rekordne nízky vstupný prúd 2 fA, výstup Rail to Rail a môžu pracovať s jednopólovým napájaním od 4,5 do 15,5 V, pričom poskytujú výstupný prúd až 21 mA . Tieto zosilňovače fungujú skvele v systémoch riadenia výkonu, detektoroch žiarenia a rôznych vedeckých zariadeniach.

Presné zosilňovače majú podobné energetické parametre LMC6061/2/4, ktoré sú so svojím nízkym offsetovým napätím 100 µV a vysokým ziskom 140 dB ideálne pre použitie v prístrojových zosilňovačoch s vlastným napájaním, lekárskych a vedeckých zariadeniach. Všimnite si, že jednoduché (LMC6061) a duálne (LMC6062) zosilňovače tejto série sú dostupné aj v CDIP krytoch s rozsahom prevádzkových teplôt -55 - +125 °C.

Rýchlejšie presné operačné zosilňovače LMC6081/2/4 pri jednotkovej frekvencii zosilnenia 1,3 MHz a rýchlosti nábehu výstupného napätia 1,5 V/μs spotrebúvajú z unipolárneho zdroja s napätím 4,5 až 16 V prúd 0,45 mA. Majú tiež vysoký zisk 130 dB a nízke offsetové napätie 150 µV. Zosilňovače sú dostupné v balíkoch SOIC a MDIP.

Nízkoenergetické operačné zosilňovače LMC6482/4(dual/quad) - typické zosilňovače vo svojej triede so vstupom a výstupom Rail to Rail. Pracujú v rozsahu napájacieho napätia od 3 do 15 V, spotrebúvajú prúd 0,5 mA na kanál a poskytujú výstupný prúd až 30 mA. Navrhnuté pre použitie v rôznych zariadeniach s nízkou spotrebou energie. V súčasnosti sa vyrábajú samostatné operačné zosilňovače LMC7101 v balení SOT-23 s parametrami podobnými ako LMC6482 a jeho vylepšená verzia LMC8101 v balíkoch microSMD a miniSOIC. Ten má blokovací režim (Shutdown) s dobou zapnutia 10 μs, pričom spotreba prúdu nepresahuje 1 μA.

LMC6462/4- verzia micropower LMC6482/4 s prúdovým odberom 0,02 mA. V súčasnosti sa vyrába jeden operačný zosilňovač LMC7111 v balení SOT-23-5 s parametrami podobnými LMC6462.

Zosilňovače LMC6492/4(double/quad) s rozšíreným teplotným rozsahom -55 až +125 °C sa používajú v automobilovej elektronike. Ich parametre sú v podstate rovnaké LMC6482/4. Dostupné v balení SOIC.

Zosilňovače LMC6572/4(dual/quad), určený pre prevádzku v digitálnych zariadeniach s nízkym napájacím napätím a poskytuje kombináciu veľmi vysokých parametrov - vstupný prúd 20 fA a zisk 120 dB pri spotrebe energie 40 μA na kanál a napájaní z 2,7 V zdroja. Majú výstup Rail to Rail a sú dostupné v krytoch MSOP.

Na záver sekcie nízko- a mikro-výkonových zosilňovačov uvažujme ultra-ekonomický duálny operačný zosilňovač so spotrebou prúdu menej ako 1 µA na kanál. LMC6442. Je prispôsobený pre zariadenia so ziskom viac ako 2 (menej ako -1) a je určený na použitie v širokej triede zariadení s ultranízkou spotrebou energie - mobilné telefóny a pagery, riadiace senzory, vedecké prístroje a pod. Pracuje s jednopólovým napájaním od 1,8 do 11 V. Dostupné v balení MSOP-8 a iných.

Osobitnú pozornosť si zaslúži duálny operačný zosilňovač. LM833, špeciálne navrhnutý pre použitie vo vysokokvalitných audio zariadeniach. Má extrémne široký dynamický rozsah cez 140 dB pri hladine hluku 4,5 nV/C Hz a extrémne nízke harmonické skreslenie 0,002 %. Zosilňovač je prispôsobený pre akýkoľvek zisk a je ideálny pre všetky druhy Hi-Fi - Hi-End zariadení. Dostupné v 8-pinových SOIC a MDIP balíkoch.

Prejdime k prehľadu vysokorýchlostných operačných zosilňovačov od National Semiconductor. Treba povedať, že pri ich vývoji a výrobe spoločnosť dosiahla veľmi vysoké výsledky a v mnohých ohľadoch predčí podobné produkty iných výrobcov. Všimnite si, že v súčasnosti existujú dva typy vysokorýchlostných operačných zosilňovačov - spolu s operačnými zosilňovačmi postavenými pomocou tradičného návrhu obvodov s použitím zosilňovačov so spätnou väzbou napätia (VFA) sú široko používané zosilňovače so vstupnými stupňami - prúdové zosilňovače so vzájomným prepojením. Tieto zosilňovače sa nazývajú "Aktuálne spätné zosilňovače (CFA)". Hlavným prenosovým parametrom takýchto zosilňovačov je koeficient s rozmerom odporu Transimpedancia a rozsahom použitia sú všetky druhy impulzných zosilňovačov a video zosilňovačov, pre ktoré nie je potrebná gigantická vstupná impedancia tradičných operačných zosilňovačov a maximálna rýchlosť nárastu výstupného napätia a frekvencia jednotkového zosilnenia, ktorých hodnoty vystupujú do popredia hodnoty CFA výrazne prevyšujú zodpovedajúce parametre VFA.

Začneme s operačnými zosilňovačmi pomocou konvenčných obvodov VFA. Rodina LMH6645/6/7(single/dual/single with blocking) - nízkonapäťové, nízkovýkonové, vysokorýchlostné Rail to Rail zosilňovače so spotrebou prúdu 650 µA na kanál. V blokovacom režime (LMH6647) sa spotreba prúdu zníži na 50 µA. Zosilňovacia frekvencia Unity 55 MHz, rýchlosť nábehu 22 V/µs, typický výstupný prúd 20 mA. Ide o typické moderné zosilňovače vo svojej triede, vhodné na použitie v mnohých elektronických zariadeniach.

Zosilňovače LM6152/4, pokračovanie série LM6132-42, sú určené na použitie vo vysokorýchlostných zariadeniach napájaných batériou. Pri spotrebe prúdu 1,4 mA je frekvencia zosilnenia jednotky 75 MHz a rýchlosť prechodu výstupného napätia je 30 V/µs

Vyššie parametre majú operačné zosilňovače LMH6642-55- relatívne lacné vysokorýchlostné moderné operačné zosilňovače Rail to Rail s dobrým pomerom výkon/spotreba energie. Pracujú s jedno- a bipolárnym napájaním do 12 V.

Zosilňovače LMH6642/3/4(single/dual/quad) - ide o moderné vysokorýchlostné op-amp s parametrami typickými pre svoju triedu. Spotreba prúdu 2,7 mA na kanál, frekvencia zosilnenia 130 MHz, rýchlosť nábehu 130 V/µs, typický výstupný prúd 115 mA. Rýchly čas ustálenia výstupného napätia a nízke skreslenie, účinná ochrana proti skratu, vstup a výstup Rail to Rail a vyvažovacie kolíky robia tieto integrované obvody optimálne na použitie v mnohých moderných elektronických zariadeniach. Dostupné v balíkoch SOIC, miniSOIC a SOT-23. Dá sa použiť ako náhrada LM6152/4.

LMH6639 je širokopásmový (190 MHz, 170 V/µs) zosilňovač s jednou napájacou koľajnicou, ktorý dokáže dodať výstupný prúd 190 mA. K dispozícii je režim vypnutia s dobou zapnutia 85 ns, v ktorom sa spotreba prúdu zníži na 400 μA. V spojení s rýchlym časom ustálenia výstupného napätia 33 ns je tento zosilňovač ideálny na použitie v multiplexných zariadeniach, ako vyrovnávací zosilňovač, jednotky CD ROM atď.

Vysokorýchlostný duálny zosilňovač stojí za zváženie LMH6672 s maximálnym výstupným prúdom 600 mA. Zosilňovač je nastavený na zosilnenie 2 alebo viac, pričom poskytuje šírku pásma 130 MHz a rýchlosť nábehu 160 V/μs. Rozsah napájacieho napätia od 5 do 12 V, spotreba prúdu 6,2 mA na kanál. Operačný zosilňovač má nízku hladinu hluku a je zabezpečené vyváženie. Dostupné v balíkoch SOIC, PSOP a LLP. Navrhnuté na použitie ako diaľkový zosilňovač, ako aj v modemoch a podobných zariadeniach. Môže byť použitý ako náhrada LM6181/2, LM7171 a LM7372.

Zosilňovače LMH6654/5(jedno/duálne) viac širokopásmového pripojenia. Spotreba prúdu je 4,5 mA na kanál, frekvencia jednotkového zisku je 250 MHz, rýchlosť prechodu výstupného napätia je 200 V/µs, typický výstupný prúd je 180 mA. Majú nízky vstupný šum 4,5 nV a 1,7 pA, rýchly čas ustálenia výstupného napätia 25 ns a môžu byť použité v rôznych zariadeniach. Dostupné v balíkoch SOIC-8, ako aj SOT23-5 (LMH6654) a MSOP-8 (LMH6655).

Zosilňovače LMH6657/8 A LMH6682/3- relatívne lacné ultra-vysokorýchlostné operačné zosilňovače s jednopólovým napájaním od 3 do 12 V. Vyrábané pomocou vlastnej technológie VIPTM10. Sú vhodné na použitie v zariadeniach na spracovanie videosignálu a CD/DVD servách, pretože majú krátky čas inštalácie a neumožňujú fázovú inverziu výstupného napätia pri prekročení povolených hodnôt vstupného napätia (LMH6682/3), čo umožňuje výrazne zjednodušiť návrh obvodov takýchto zariadení.

Zosilňovače LMH6657/8(single/dual) sú nastavené tak, aby fungovali pri jednotnom zosilnení a zároveň poskytovali šírku pásma 270 MHz a rýchlosť prebehu 700 V/µs. Spotreba prúdu 6,2 mA na kanál, výstupný prúd +80/-90 mA.

Zosilňovače LMH6682/3(duálne/trojité), poskytujú rýchlosť prechodu výstupného napätia 940 V/µs so šírkou pásma 190 MHz. Je potrebné poznamenať, že tieto zosilňovače majú veľmi nízke koeficienty skreslenia, ako je „diferenciálna fáza“ - 0,08% a „diferenciálny zisk“ - 0,01 dB, čo je veľmi dôležité pre špičkové video zariadenia. Dostupné v rôznych krytoch.

Ultra-vysokorýchlostné zosilňovače s rýchlosťou nábehu výstupného napätia viac ako 1000 V/μs sú určené na prevádzku v rôznych video zariadeniach. V sérii LM je LM6171/2 A LM6181/2(single/double), vyrobené pomocou patentovanej technológie VIPTM11. Prvý z nich je vyrobený s použitím obvodového dizajnu VFA a poskytuje pri spotrebe prúdu iba 2,5 mA rýchlosť nábehu výstupného napätia 3600 V/μs pri frekvencii jednotkového zisku 100 MHz. LM6181/2 Je navrhnutý s použitím obvodov prúdovej spätnej väzby CFA a poskytuje výstupné napätie +10 V pri záťažovom odpore 100 Ohmov. Rýchlosť nábehu výstupného napätia je 2000 V/µs pri frekvencii jednotkového zisku 100 MHz. Popísané zosilňovače, hoci patria do kategórie „so silným výstupom“ - High Output - maximálna hodnota výstupného prúdu dosahuje 130 mA, majú veľmi nízke skreslenie typu „diferenciálny zisk“ a „diferenciálna fáza“ a môžu byť používané vo video zariadeniach štandardov NTSC a PAL, vysokopriepustných filtroch atď. Sú dostupné aj v balíkoch SOIC a MDIP.

Zosilňovač LMH6609 Navrhnuté pre použitie v analógových prevodníkoch a filtroch. S frekvenciou jednotkového zisku 900 MHz a rýchlosťou nábehu 1400 V/µs spotrebuje 7 mA z jednopólového 10 V napájacieho zdroja. Zosilňovač je plne ekvalizovaný, má veľmi nízku hladinu hluku 3,1 nV/C Hz a vysoký výstupný prúd 90 mA. K dispozícii v 8-pinových SOIC a 5-pinových SOT baleniach.

Zosilňovače majú veľmi nízku hladinu hluku a vysoké prevádzkové frekvencie LMH6622-28. Pre LMH6624 je tento parameter 0,92 nV/D Hz a 2,3 pA/D Hz a frekvencia jednotkového zisku je 1500 MHz. Zosilňovač je prispôsobený na použitie v zariadeniach s prenosovým pomerom 10 a viac a je určený na použitie v komunikačnej technike a zdravotníckych zariadeniach. Nízka hlučnosť a chybová charakteristika duálneho širokopásmového zosilňovača LMH6628, v ktorom je relatívna úroveň 2./3. harmonickej pri frekvencii 10 MHz -65/-74 dB v tomto poradí a čas nastavenia výstupného napätia s presnosťou 0,1 % je 12 ns. To robí tento zosilňovač nepostrádateľným pri vývoji vysokorýchlostných analógových prevodníkov a I/O zariadení.

Zosilňovač je určený na použitie v prenosných video zariadeniach a PC grafických kartách. LM7121, vyrábané v balení SOT23-5. Parametre zosilňovača sú veľmi vysoké: frekvencia jednotkového zosilnenia je 175 MHz, rýchlosť prechodu výstupného napätia je 1300 V/µs. Môže pracovať s unipolárnym napájaním +5V aj bipolárnym napájaním v rozsahu od +5V do +15V.

Ultra-vysokorýchlostné operačné zosilňovače majú rekordné parametre LM7171(slobodný) a LM7372(dvojité). Vyrobené s použitím obvodov s napäťovou spätnou väzbou, majú parametre charakteristické pre zosilňovače s prúdovou spätnou väzbou - rýchlosť prebehu výstupného napätia 4100 V/μs, frekvencia zosilnenia 200 MHz, výstupný prúd 100 mA (LM7171) a 3000 V/μs, 120 MHz, 150 mA respektíve pre LM7372 so spotrebou prúdu 6,5 mA na kanál. Zosilňovače sú nastavené na napäťové zosilnenie väčšie ako 2. S minimálnym rozdielovým zosilnením a fázovým skreslením 0,01% a 0,02o sú tieto zosilňovače ideálne na použitie vo video zariadeniach, káblových a optických komunikačných zariadeniach, rozhlasových a televíznych vysielacích systémoch. Dostupné v rôznych typoch krytov.

Séria ultra-vysokorýchlostných operačných zosilňovačov LMH67xx vyrobený pomocou patentovaného technologického procesu VIPTM10 s použitím obvodov s prúdovou spätnou väzbou CFA a je určený na použitie v širokopásmových rádiových a televíznych systémoch. Našu recenziu týchto mikroobvodov začneme s LMH6702- nízkošumový (šumové napätie vztiahnuté na vstup 1,83 nV) operačný zosilňovač s rekordne nízkou úrovňou harmonických (-100 dB pri frekvencii 5 MHz) a intermodulačným skreslením, šírkou pásma 720 MHz a rýchlosťou prebehu výstupné napätie 3100 V/µs. Takéto vysoké parametre riadia použitie LMH6702 v systémoch a prístrojoch s vysokým rozlíšením. Dostupné v baleniach SOIC a SOT-23.

Rodina zosilňovačov LMH6714/15/20/22(single/dual/locking/quad) so šírkou pásma 400 MHz pri zosilnení 2 a rýchlosťou 1800 V/µs pri prúde 5,6 mA, určené predovšetkým pre video aplikácie. Vysokoimpedančný výstupný stav LMH6720, prepínateľný na úrovni 7 ns TTL, je veľmi vhodný na multiplexovanie viacerých vysokorýchlostných signálov na spoločnú prenosovú linku. Štvornásobný zosilňovač LMH6722 možno efektívne použiť vo viackanálových zosilňovačoch a aktívnych filtroch vysokého rádu. Dostupné v rôznych krytoch.

Zosilňovač s jedným napájaním od 4,5 do 12 V LMH6723 spája vysokú účinnosť (prúdová spotreba 1 mA) so širokou šírkou pásma 370 MHz, vysokou rýchlosťou nábehu výstupného napätia 600 V/μs a veľkým výstupným prúdom 110 mA, vďaka čomu je nepostrádateľný pre prenosné video zariadenia a všetky druhy prevodníkov s vlastným napájaním, zosilňovačov hlavného radu, prenosných CD-DVD prehrávačov atď. Dostupné v balíkoch SOIC a SOT23.

Na záver tejto časti sa pozrieme na širokopásmový operačný zosilňovač LMH6732 s nastaviteľnou šírkou pásma od 0 do 1,5 GHz. Zmenou odporu jedného externého odporu môžete zmeniť spotrebu prúdu viac ako 10-krát a tiež prepnúť mikroobvod do pohotovostného režimu so spotrebou prúdu 1 μA. Parametre mikroobvodu sú jedinečné pre všetky hodnoty odberu prúdu: frekvenčné pásmo 55 MHz, rýchlosť nábehu výstupného napätia 400 V/μs, výstupný prúd 9 mA pri odbere prúdu 1 mA a 540 MHz, 2700 V/μs a 115 mA pri odbere prúdu 9 mA. Zosilňovač je schopný pracovať s jedno- a bipolárnym napájaním v rozsahu od 9 do 12 V. Rozsah zamýšľaných aplikácií je mimoriadne široký - video zariadenia, batériové systémy, spínacie zariadenia atď. Všimnite si, že v záujme skrátenia času návrhu zariadení s LMH6732 National Semiconductor k tomu ponúka demo dosku.

Široká škála integrovaných operačných zosilňovačov od National Semiconductor a ich nízka cena ich robia veľmi atraktívnymi pre širokú škálu ruských vývojárov elektronických zariadení. Podrobnejšie technické informácie nájdete na webovej stránke spoločnosti http://www.national.com.

ON Semiconductor vyrába širokú škálu operačných zosilňovačov. V prvej časti článku sa pozrieme na novinky. Tri mikroobvody - LM392-D, LMV824DR2G, MC34072AMTTBG - sú už prepustení, LMV301SQ2T1G príprava na prepustenie.

Výraznou črtou čipu LM392-D je umiestnenie operačného zosilňovača a komparátora v jednom puzdre (obr. 1).

Ryža. 1.

Oba obvody sú napájané z unipolárneho zdroja a majú nižšiu úroveň vstupného napätia v bežnom režime, ktoré zodpovedá hodnote záporného napájania. Je možné použiť aj bipolárne napájanie. Mikroobvod má nízku spotrebu, nezávislú od úrovne napájacieho napätia, ktorá sa pohybuje v rozmedzí 3...32 V. Hodnota odberu prúdu v pokoji je 600 μA, vďaka čomu je výhodné použiť mikroobvod v prenosných zariadeniach. Výstup komparátora je určený na pripojenie digitálnych mikroobvodov TTL alebo CMOS. Operačný zosilňovač má nízke vstupné offsetové napätie, zvyčajne 2 mV. LM392-D môže byť použitý v hladinových detektoroch, napäťovo riadených oscilátoroch a konvertorových zosilňovačoch.

Ďalšou novinkou od ON Semiconductor je čip LMV824DR2G v puzdre SOIC-14 s rozstupom pinov 1,27 mm, na rozdiel od predchádzajúcej modifikácie LMV824DTBR2G v puzdre TSSOP-14 s rozstupom 0,65 mm. LMV824 obsahuje štyri operačné zosilňovače, ktorých hlavnými znakmi sú nízke vstupné offsetové napätie nepresahujúce 3,5 mV a nízky offsetový teplotný drift, ktorého priemerná hodnota je 1 µV/°C. Vstupné napätie v bežnom režime zahŕňa nulovú úroveň (nulové napätie vzhľadom na potenciál zeme). Výstupné napätie sa môže meniť v rámci napájacieho napätia so záťažou až 600 Ohmov. Typická rýchlosť zmeny výstupného napätia je 1,4 V/µs. Prúdový odber všetkých štyroch zosilňovačov nepresahuje 1,5 mA v teplotnom rozsahu -40...85°C. Súčin zisku a šírky pásma je 5 MHz. Notebooky a modemy sa odporúčajú ako oblasti primárnej aplikácie.

Ďalšou novinkou od ON Semiconductor je čip MC34072AMTTBG, ktorý obsahuje dva operačné zosilňovače s jedným napájaním 3...44 V a nízkym offsetovým napätím. Hlavný rozdiel medzi touto modifikáciou a predtým vyvinutými mikroobvodmi rodiny MC34071/MC34072/MC34074 je verzia v kryte WQFN10 s rozmermi 2,6x2,6x0,8 mm. Rodina 42 integrovaných obvodov obsahujúcich od jedného do štyroch zosilňovačov a dostupných v komerčných, priemyselných a vojenských teplotných rozsahoch, vrátane verzií v balíkoch PDIP a SOIC a charakterizovaných produktom šírky pásma zisku 4,5 MHz a výstupným napätím 13 V /μs a krátky čas ustálenia výstupného signálu na úroveň 0,1 % (1,1 μs). Hoci integrované obvody môžu byť napájané z bipolárneho zdroja, sú vhodné na pripojenie k unipolárnemu zdroju, pretože rozsah úrovní vstupného napätia v bežnom režime zahŕňa nulu (potenciál zeme). Vďaka použitiu Darlingtonovho obvodu na vstupnom stupni má séria mikroobvodov aj vysokú vstupnú impedanciu, nízke vstupné offsetové napätie nepresahujúce 3 mV pre verziu s príponou A a vysoké zosilnenie. Operačné zosilňovače umožňujú pripojenie kapacitných záťaží do 10 nF a sú chránené proti skratu na výstupe.

Mikroobvod sa v súčasnosti pripravuje na uvoľnenie LMV301SQ2T1G. Tento operačný zosilňovač vyrobený technológiou CMOS môže pracovať v rozsahu napájacieho napätia 1,8 ... 5 V a má pokojový odber prúdu nie viac ako 200 μA. Nízky vstupný predpätý prúd (35 pA) a vysoká vstupná impedancia umožňujú použiť mikroobvody na zosilnenie signálov zo zariadení s vysokou výstupnou impedanciou, ako sú fotodiódy. Vynikajúci výkon výstupného napätia, ktorý sa mení v rámci napájacieho napätia, zlepšuje odolnosť obvodov voči rušeniu. Koncové stupne LMV301 sú schopné prevádzkovať záťaže s aktívnou zložkou do 600 Ohmov a kapacitnou zložkou do 1000 pF. Tieto čipy sú najvhodnejšie na použitie v prenosných počítačoch, mobilných telefónoch, digitálnych fotoaparátoch a rôznych senzoroch.

Okrem nových produktov by som chcel zvážiť niekoľko ďalších zaujímavých mikroobvodov.

MC33077 Obsahuje dva presné, vysokokvalitné, širokopásmové, nízkošumové operačné zosilňovače založené na bipolárnej technológii. Špeciálne riešenia použité v čipe vytvorili podmienky pre dosiahnutie nízkej úrovne vstupného offsetového napätia a rozšírenie pracovného frekvenčného pásma.

MC33077 poskytuje:

• šum nízkeho vstupného napätia;
• nízky teplotný koeficient predpätia;
• vysoká rýchlosť nárastu výstupného napätia;
• vysoký zisk a nízka spotreba prúdu.

Výstupný stupeň na tranzistoroch NPN poskytuje:

• žiadne prechodné skreslenie výstupného signálu;
• veľký výkyv výstupného napätia;
• dobrá fáza a zisková marža;
• nízky výstupný odpor s otvorenou spätnou väzbou.

Zosilňovač má obmedzenie výstupného prúdu a pri napájacom napätí do ±15 V znesie bez poškodenia aj skrat na výstupe v dôsledku zvýšenia teploty kryštálu.

Mikroobvod má:

• spektrálna hustota šumu 4,4nV/√Hz pri frekvencii 1kHz;
• vstupné offsetové napätie 0,2mV;
• teplotný koeficient offsetového napätia 2 μV/°C;
• celkové harmonické skreslenie 0,007 %;
• zisk v otvorenej slučke 112 dB;
• zisk 850 pri 20 kHz a 370 pri 100 kHz;
• rýchlosť zmeny výstupného napätia 11V/µs;
• kolísanie výstupného napätia -14,7…14V;
• odber prúdu 3,5mA;
• bipolárne napájanie ±(2,5…18)V.

Vynikajúci výkon MC33077 umožňuje jeho použitie ako vysokokvalitný predzosilňovač, prístrojový zosilňovač, aktívny filter a mnoho ďalších aplikácií.

Operačné zosilňovače MC33201/ MC33202/ MC33204 zabezpečiť prevádzku v rozsahu napájacieho napätia pre vstupné aj výstupné signály. Vstupný signál môže prekročiť napájacie napätie maximálne o 200 mV bez invertovania fázy výstupného signálu. Výstupné napätie sa mení v medziach, ktoré sú len o 50 mV menšie ako napájacie napätie. Tieto vlastnosti umožňujú užívateľovi využívať celý rozsah napájacieho napätia. Zosilňovač môže pracovať od veľmi nízkych napájacích napätí vzhľadom na nulovú úroveň (potenciál zeme): ±0,9 V pre bipolárny zdroj a 1,8 V pre unipolárny. Maximálne napájacie napätia sú ±6 V alebo 12 V. Technika zosilnenia výstupného prúdu poskytuje vysoký výstupný výkon pri zachovaní nízkej spotreby prúdu zosilňovača. Okrem toho mikroobvody poskytujú značnú rýchlosť zmeny výstupného napätia a nosnosti. Tieto výkonové možnosti spolu s nízkou úrovňou šumu a skreslenia robia túto rodinu operačných zosilňovačov atraktívnou pre použitie v audio aplikáciách. Čipy MC33201/MC33202/MC33204 majú:

• prúdová spotreba 0,9 mA pre každý zosilňovač v kryte;
• skratový prúd 80mA;
• schopnosť pripojiť záťaž s odporom až 600 Ohm;
• typický súčin zisku/šírky pásma 2,2 MHz;
• teplotný rozsah od -40…105°C alebo -55…125°C.

Zabezpečenie vysokého výstupného prúdu však predstavuje pre spotrebiteľa protipožiadavku – obmedzenie teploty kryštálu na 150 °C.

Mikroobvody rodiny NE5534/ SA5534/ SE5534 každý obsahuje jeden nízkošumový, vysokovýkonný operačný zosilňovač. Vďaka tomu sú obzvlášť vhodné na použitie vo vysokokvalitných a profesionálnych audio aplikáciách, presných prístrojoch, zdravotníckych zariadeniach, riadiacich obvodoch a telefónnych zosilňovačoch. Tieto operačné zosilňovače sú interne kompenzované na zisky tri alebo vyššie. Ich frekvenčnú odozvu je možné optimalizovať použitím externého korekčného kondenzátora.

Mikroobvody rodiny NE5534/ SA5534/ SE5534 mať:

• frekvenčné pásmo signálu nízkej úrovne 10 MHz;
• vstupné normalizované šumové napätie 4nV/√Hz;
• faktor zosilnenia konštantného signálu je 100 000 (100 dB) a striedavého signálu je 6000 pri frekvencii 10 kHz;
• frekvenčné pásmo zdroja 200 kHz;
• schopnosť dosiahnuť rýchlosť zmeny výstupného napätia 13 V/µs;
• schopnosť pripojiť záťaž s aktívnym odporom 600 Ohm pri efektívnej úrovni výstupného napätia 10 V a napájacom napätí ±18 V;
• rozsah napájacieho napätia ±(3…20)V.

NE5230 je nízkonapäťový operačný zosilňovač, ktorého napájacie napätie sa môže meniť v rozsahu 1,8 ... 15 V a môže byť buď bipolárne alebo unipolárne. V druhom prípade sa výstupné napätie môže meniť od nulovej úrovne. Mikroobvod má výstup regulácie predpätia, ktorého ovplyvnením môžete meniť odber prúdu. Pri napájacom napätí ±0,9 V je odber prúdu 110 μA (s voľným ovládacím kolíkom). V tomto prípade sa poskytuje frekvenčné pásmo jednotkového zisku 250 kHz. Pri pripojení ovládacieho kolíka k zápornému napájaciemu kolíku sa frekvenčné pásmo jednotkového zisku zvýši na 600 kHz a spotreba prúdu sa zvýši na 600 μA. V tomto režime poskytuje mikroobvod charakteristiky zaťaženia mimo frekvenčného rozsahu zvuku. NE5230 má originálny vstupný stupeň, ktorý rozširuje rozsah vstupného bežného napätia pod záporné a nad kladné napájacie napätie o 250 mV. Mikroobvod je tiež vybavený vnútornou korekciou. Operačný zosilňovač má vstupný predpätý prúd ± 40 nA a zisk v otvorenej slučke 125 dB. Tieto parametre vytvárajú predpoklady pre použitie mikroobvodov v spojení s rôznymi snímačmi. Rozpätie zisku umožňuje vysokú presnosť spracovania signálu. Koncový stupeň triedy AB vytvára výrazný dynamický rozsah, ktorého hranice sú len o 100 mV nižšie ako napájacie napätie na každej strane. Čip je ideálny pre prenosné audio zariadenia a vzdialené senzory vďaka nízkej spotrebe energie, dostatočnej šírke pásma a úrovni šumu 30 nV/√Hz.

TCA0372 je obvod navrhnutý na použitie ako vysokovýkonný operačný zosilňovač v širokej škále aplikácií, vrátane servozosilňovačov a napájacích zdrojov. Neprítomnosť mŕtvej zóny na prechodovej odozve umožňuje pripojiť vinutia pohonu ako záťaž. Tieto mikroobvody majú: výstupný prúd do 1 A (!); rýchlosť zmeny výstupného napätia 1,3 V/µs; frekvenčný rozsah 1,1 MHz; vstavaná tepelná ochrana; Možnosť pripojenia unipolárneho alebo bipolárneho zdroja energie. Rozsah vstupného napätia v bežnom režime týchto zosilňovačov zahŕňa nulovú úroveň (potenciál zeme).

Záver

Chcel by som upozorniť na optimálny pomer cena/kvalita produktov ON Semiconductor. Nie je možné opísať všetky operačné zosilňovače, ktoré predstavila v rámci tohto článku, a to ani v skrátenej forme, a tiež uviesť kompletnú tabuľku celého sortimentu s uvedením hlavných charakteristík. Tabuľka 1 poskytuje skrátený zoznam mikroobvodov.

Stôl 1. ON Semiconductor Operačné zosilňovače

Pre podrobnejšie informácie prosím navštívte webovú stránku výrobcu: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/parametrics.do?id=453 .

Získanie technických informácií, objednanie vzoriek, doručenie - e-mailom:

NCP694 – 1A regulátor LDO od spoločnosti ONSemi

ON Semiconductor oznámila LDO regulátor série NCP694 s veľmi nízkym výpadkom napätia a výstupným prúdom 1A.

• Vstupné napätie: 1,4…6V

• Výstupný prúd: 1A

• Prúd vlastnej spotreby: 60uA(0,1uA v režime spánku)
• Pokles napätia pre Uout = 3,3 V: 50 mV @ 0,3 A, 180 mV @ 1 A

NCP694 - CMOS regulátor napätia, ktorý podporuje výstupný prúd do 1 A a výstupné napätie pod 1,2 V. Nestabilita výstupného napätia regulátora je 3 mV. Pomocou funkcie „Chip enable“ je možné uviesť zariadenie do režimu spánku, čím sa výrazne zníži spotreba prúdu. Potlačenie zvlnenia až do 70 dB spolu s prúdovým obmedzením a tepelnou ochranou robia toto zariadenie multifunkčným a odolným voči vonkajším vplyvom.

NCP694 Dostupné vo variantoch s nastaviteľným výstupným napätím, ako aj s pevným napätím 0,8; 1,0; 1,2; 2,5; 3,3 V v miniatúrnych puzdrách HSON-6 a SOT-89.

ON Semi uvádza nové 600V N-kanálové MOSFETy

ON Semiconductor oznámila nové N-kanálové MOSFETy NDD04N60Z-1G, NDD04N60ZT4G, NDF06N60ZG, NDF10N60ZG s prevádzkovým napätím do 600 V.

Kľúčové vlastnosti:

• Dostupné sú verzie s odberovým prúdom 4, 6 a 10A;
• Nízky odpor R DS(ON) - asi 0,65 Ohm;
• Nízke nabíjanie brány - až 19 nK;
• Vysoký stupeň ESD ochrany prostredníctvom zabudovaných zenerových diód;
• Puzdrá TO-220FP, DPAK a IPAK.

Firma Maxim/Dallas vyrába široký sortiment rádioelektronických komponentov vrátane operačných zosilňovačov. Článok stručne popisuje takzvané operačné zosilňovače „rail-to-rail“, ktoré umožňujú, aby sa vstupný signál spoločného režimu menil od nuly po napájacie napätie pre jedno napájanie, alebo od záporného po kladný zdroj pre bipolárne napájanie a poskytujú výstupné napätie v rovnakom rozsahu.

Operačné zosilňovače, ktoré umožňujú meniť vstupné signály v bežnom režime v celom rozsahu napájacích napätí, sú veľmi užitočné v mnohých aplikáciách. Firma Maxim/Dallas vyrába viac ako 150 typov takýchto operačných zosilňovačov. Na úvod budeme uvažovať o zariadeniach, ktoré pracujú pri napájacom napätí 2,85 V alebo menej, majú jeden alebo dva operačné zosilňovače v balení a vyrábajú sa v SC70 a SOT pre povrchovú montáž. Zoznam takýchto mikroobvodov je uvedený v tabuľke. 1 a schematické znázornenie puzdier a vývodov je znázornené na obr. 1.

V tabuľke sa používajú nasledujúce zápisy:

N je počet operačných zosilňovačov v kryte; ShDn - schopnosť vypnúť operačný zosilňovač pomocou vstupu Shutdown; K U MIN - minimálny zisk, pri ktorom je zachovaná jeho stabilita; U PIT - rozsah napájacieho napätia pre unipolárne napájanie; I PIT MAX - maximálna spotreba prúdu mikroobvodu; U CM - nulové offsetové napätie; KOS.SF - súčiniteľ útlmu vstupného napätia v bežnom režime; KVL.IP - koeficient vplyvu nestability napájania na predpätie; I ВХ - vstupný prúd; f1 - frekvencia zosilnenia jednoty; V UOUT - maximálna rýchlosť nárastu výstupného napätia; U Ш - spektrálna hustota šumového napätia normalizovaná na vstup; I Ш - spektrálna hustota vstupného šumového prúdu; f Ш - frekvencia, pri ktorej sú UШ a IШ normalizované.

Cena mikroobvodov je uvedená pri nákupe v USA v množstve minimálne 1000 ks.

Pozrime sa na niektoré funkcie uvedené v tabuľke. 1 operačný zosilňovač. Všetky majú veľmi užitočnú vlastnosť - pri preťažení vstupov sa nemení polarita výstupného signálu. Väčšina zosilňovačov má na vstupe odporový diódový ochranný obvod (obr. 2), ktorý prudko znižuje vstupný odpor, keď vstupný signál prekročí úroveň okolo 2 V. Pre niektoré mikroobvody je prahové napätie, pri ktorom vstupný odpor klesá, výrazne nižšie, keďže majú ochranný obvod obvod má len dve diódy, nie šesť.

Ryža. 2

Operačné zosilňovače MAX4122 a MAX4124 pri záťaži 250 Ohm poskytujú výstupné napätie, ktoré je len 300 mV pod napájacie napätie. Operačný zosilňovač MAX4130 má podobné vlastnosti.

Operačný zosilňovač MAX4162 má jedinečnú vstupnú impedanciu pre diferenciálny signál - viac ako 1013 Ohmov. Napájacie napätie tohto mikroobvodu môže dosiahnuť 10 V. Operačný zosilňovač nemá ochranný vstupný obvod a vstupný signál v bežnom režime môže prekročiť úrovne napájacieho napätia o 250 mV. Niektoré ďalšie operačné zosilňovače majú rovnakú vlastnosť.

Operačné zosilňovače CMOS mikroobvodov MAX4230-MAX4232 poskytujú výstupný prúd až 30 mA a rýchlosť prechodu výstupného signálu až 10 V/µs.

Čip MAX4240 môže zaručiť prevádzku pri napájacom napätí 1,8 V pri spotrebe menej ako 18 μA. Vstupný signál spoločného režimu môže prekročiť úrovne napájacieho napätia.

Mikroobvody MAX4321-MAX4323 môžu pracovať pri zaťažení 250 Ohmov.

Operačné zosilňovače CMOS MAX4490 a MAX4491 majú minimálnu hladinu hluku.

Väčšina zo série mikroobvodov uvedených v tabuľke. 1, majú pokračovania vo forme zariadení obsahujúcich dva a štyri operačné zosilňovače v jednom kryte.

Treba poznamenať, že webová stránka Maxim/Dallas je veľmi vhodná na výber rádiových prvkov. Z dostupného množstva komponentov rovnakého typu si môžete automaticky vybrať tie, ktoré potrebujete na základe špecifikovaných parametrov - počtu operačných zosilňovačov v balení, napájacieho napätia, rýchlosti, nulového offsetu, zosilnenia a všetkých ďalších funkcií. Zoznam vybraných komponentov je možné triediť podľa vzostupnej alebo zostupnej hodnoty ľubovoľného parametra a kliknutím na označenie čipu získate referenčné údaje (údajový list), ako aj modely pre vybrané čipy.

65 nanometrov je ďalším cieľom zelenogradského závodu Angstrem-T, ktorý bude stáť 300-350 miliónov eur. Spoločnosť už podala žiadosť o zvýhodnený úver na modernizáciu výrobných technológií Vnesheconombank (VEB), informovali tento týždeň Vedomosti s odvolaním sa na predsedu predstavenstva závodu Leonida Reimana. Teraz Angstrem-T pripravuje spustenie výrobnej linky pre mikroobvody s 90nm topológiou. Platby za predchádzajúci úver VEB, za ktorý bol zakúpený, začnú v polovici roka 2017.

Peking zrútil Wall Street

Kľúčové americké indexy zaznamenali prvé dni Nového roka rekordným prepadom už miliardár George Soros varoval, že svet čelí opakovaniu krízy z roku 2008.

Prvý ruský spotrebiteľský procesor Baikal-T1 s cenou 60 dolárov sa spúšťa do sériovej výroby

Spoločnosť Baikal Electronics sľubuje, že začiatkom roka 2016 uvedie do priemyselnej výroby ruský procesor Baikal-T1 v cene približne 60 dolárov. Po zariadeniach bude dopyt, ak vláda vytvorí tento dopyt, hovoria účastníci trhu.

MTS a Ericsson budú spoločne vyvíjať a implementovať 5G v Rusku

Mobile TeleSystems PJSC a Ericsson uzavreli dohody o spolupráci pri vývoji a implementácii technológie 5G v Rusku. V pilotných projektoch, a to aj počas majstrovstiev sveta 2018, má MTS v úmysle otestovať vývoj švédskeho predajcu. Začiatkom budúceho roka začne operátor dialóg s Ministerstvom telekomunikácií a masových komunikácií o tvorbe technických požiadaviek pre piatu generáciu mobilných komunikácií.

Sergey Chemezov: Rostec je už jednou z desiatich najväčších strojárskych korporácií na svete

Šéf Rostecu Sergej Chemezov v rozhovore pre RBC odpovedal na naliehavé otázky: o systéme Platon, problémoch a perspektívach AVTOVAZ, záujmoch štátnej korporácie vo farmaceutickom biznise, hovoril o medzinárodnej spolupráci v kontexte sankcií. tlak, substitúcia dovozu, reorganizácia, stratégia rozvoja a nové príležitosti v ťažkých časoch.

Rostec sa „oplocuje“ a zasahuje do vavrínov spoločností Samsung a General Electric

Dozorná rada spoločnosti Rostec schválila „Stratégiu rozvoja do roku 2025“. Hlavnými cieľmi je zvýšiť podiel high-tech civilných produktov a dobehnúť General Electric a Samsung v kľúčových finančných ukazovateľoch.

Spoločnosť National Semiconductor, založená v roku 1959, prešla dlhú cestu od výroby prvých diskrétnych tranzistorov až po najkomplexnejšie moderné mikroelektronické zariadenia. Jednou z prioritných činností spoločnosti počas celej jej existencie bol vývoj integrovaných operačných zosilňovačov (op-amp).

V roku 1968 inžinieri National Semiconductor vytvorili prvý dvojstupňový operačný zosilňovač na svete, LM101, ktorý znamenal začiatok celého trendu v konštrukcii všetkých druhov analógových elektronických zariadení. Moderné operačné zosilňovače od National Semiconductor spĺňajú a v mnohých ohľadoch prevyšujú svetovú úroveň zariadení tejto triedy, pričom zároveň majú výrazne nižšie ceny ako u iných firiem, čo umožňuje vývojárom úspešne riešiť široké spektrum problémy pri vytváraní rôznych elektronických zariadení.

Väčšina moderných integrovaných operačných zosilňovačov má priame zosilnenie s diferenciálnymi vstupmi a je určená pre symetrické bipolárne napájanie (hoci stále častejšie sa používa aj unipolárne). Operačný zosilňovač môže mať okrem dvoch vstupov, výstupného a napájacieho pinu aj piny na vyváženie, korekciu, programovanie (nastavenie určitých parametrov hodnotou riadiaceho prúdu) a iné.

V ideálnom prípade by operačný zosilňovač mal nekonečné napäťové zosilnenie, nekonečne veľkú vstupnú a nekonečne malú výstupnú impedanciu, nekonečne veľkú výstupnú amplitúdu, nekonečne široký rozsah zosilnených frekvencií a žiadny šum. Parametre operačných zosilňovačov by nemali závisieť od vonkajších faktorov, napájacieho napätia a teploty. Ak sú tieto podmienky splnené, prenosová charakteristika operačného zosilňovača pokrytá negatívnou spätnou väzbou (NFB) presne zodpovedá prenosovej charakteristike obvodu NFB a nezávisí od parametrov samotného zosilňovača.

Skutočné operačné zosilňovače majú vlastnosti, ktoré sa líšia od ideálnych, čo je dôvodom ich komplexnej klasifikácie. Skutočný operačný zosilňovač je kompromisom vzájomne sa vylučujúcich požiadaviek s dosiahnutím najlepších vlastností v jednom alebo viacerých parametroch, ktorými môžu byť: minimalizácia ofsetového napätia a vstupných prúdov, dosiahnutie maximálneho zosilneného frekvenčného pásma a rýchlosti nábehu výstupného napätia, zníženie spotreby prúdu a napájacie napätie a iné. Parametre operačného zosilňovača možno rozdeliť do niekoľkých skupín - vstup, výstup, zosilnenie, frekvencia, energia, šum atď. Popri prevádzkových parametroch, ktoré určujú nominálnu prevádzkovú teplotu operačného zosilňovača, prípustné parametre vstupných a výstupných obvodov a požiadavky na napájacie zdroje, sú veľmi dôležité aj maximálne možné hodnoty radu parametrov, prekročenie z ktorých nie je dovolené. V súčasnosti existuje určitá (aj keď nie veľmi striktná) klasifikácia operačných zosilňovačov podľa kombinácie rôznych parametrov, odrážajúca ich preferované použitie v konkrétnej triede zariadení. Všimnite si tiež, že parametre operačných zosilňovačov sú do značnej miery určené ich obvodovým dizajnom a použitou polovodičovou technológiou.

National Semiconductor používa nasledujúcu klasifikáciu operačných zosilňovačov, ktorá sa čiastočne prejavuje v prvých dvoch alebo troch písmenách označenia mikroobvodov vyrábaných spoločnosťou:

1. Zosilňovače na všeobecné použitie (General Purpose - LM, LMC) - zosilnenie do 100 dB, offsetové napätie viac ako 1 mV, frekvencia jednotného zisku do 10 MHz.
2. Nízky výkon (Low Power - LP, LPV) - spotreba prúdu menej ako 1,5 mA.
3. Micropower (Micro Power - LP, LPV) - spotreba prúdu menšia ako 25 μA.
4. Nízke napätie (LMV) - napájacie napätie menšie ako 3 V.
5. Presnosť (LMP) - zisk viac ako 100 dB, offsetové napätie menej ako 1 mV.
6. High Speed ​​​​(LMH) - frekvencia s jednotkovým ziskom väčšia ako 50 MHz.
7. Low Noise - šumové napätie menšie ako 10 nV/Hz 1/2.
8. Výkonný (High Output Power) - výstupný prúd viac ako 100 mA.
9. S výstupným a vstupným napätím v blízkosti napájacieho napätia (výstup/vstup z koľajnice na koľajnicu).

V zosilňovačoch Rail to Rail je maximálna a minimálna amplitúda výstupného napätia takmer totožná so zodpovedajúcimi hodnotami napájacieho napätia a prípustné hodnoty vstupného napätia v spoločnom režime sú rovné alebo môžu dokonca prekročiť limity napájacieho napätia. Ten sa používa napríklad v zosilňovačoch s jednopólovým napájaním so schopnosťou privádzať na vstup záporné napätie.

Ako už bolo uvedené vyššie, toto rozdelenie zo zrejmých dôvodov nie je striktné; nie vždy je dodržaný aj operačný zosilňovač, ktorý môže byť súčasne nízkonapäťový, vysokorýchlostný, nízkošumový, s výstupným napätím blízko zdroja napätia atď. Okrem toho sú k dispozícii operačné zosilňovače rovnakého typu v rôznych krytoch, ako aj dva, tri alebo štyri zosilňovače v jednom kryte (viackanálové) a nakoniec vo verziách určených pre všeobecné (komerčné - C) , priemyselné (Priemyselné - I, E) a vojenské aplikácie (Vojenské - M), líšia sa množstvom parametrov, najmä rozsahom prevádzkových teplôt (C: 0...+70 °C; I: –40.. .+85 °C: –40... +125 °C;

Treba tiež poznamenať, že popri vývoji výroby nových produktov sa spoločnosť neustále zaoberá zdokonaľovaním a vývojom predtým vyrábaných operačných zosilňovačov, čo je jasne viditeľné napríklad na známej lacnej a veľmi obľúbená rodina nízkovýkonových štvornásobných operačných zosilňovačov s jednopólovým napájaním (Single Supply) LM124/ 224/324/2902 a spotrebou prúdu 0,2–0,4 mA na kanál. K dispozícii je množstvo modifikácií: LP324/LP2902 - mikro-výkon s odberovým prúdom 21 µA, LMV324 - nízkonapäťový, s napájacím napätím od 2,7 do 5,5 V, LPV324 - mikro-výkon nízkonapäťový s odberovým prúdom 9 µA, vyrobené pomocou vlastnej technológie BiCMOS a iné.

Všimnite si tiež, že pre moderné operačné zosilňovače, ako aj pre iné integrované obvody, je tendencia zmenšovať rozmery a čoraz častejšie používať obaly na povrchovú montáž. Predtým rozšírené balíčky DIP a TSSOP sú nahradené oveľa menšími SOIC, SOT-23 a SC-70 (posledný s rozmermi 2x2x1mm); množstvo povrchových mikroobvodov sa vyrába v obzvlášť malých mikroSMD baleniach s rozmermi 1,285 × 1,285 × 0,85 mm alebo menej.

Náš predchádzajúci článok sa zaoberal vysokorýchlostnými operačnými zosilňovačmi National Semiconductor. Tu sa zameriame na ďalšie typy operačných zosilňovačov, ktoré spoločnosť vydala v posledných rokoch. Recenziu začnime zosilňovačmi, ktorých hlavné parametre pri napájacom napätí 5 V sú uvedené v tabuľke 1 a zodpovedajú operačným zosilňovačom na všeobecné použitie.

Tabuľka 1. Základné parametre moderných všeobecných operačných zosilňovačov National Semiconductor

Operačné zosilňovače na všeobecné použitie

Ako je zrejmé z tabuľky 1, väčšina týchto zosilňovačov je nízkonapäťových a nízkonapäťových a mikrovýkonových v miniatúrnych krytoch, čo odráža moderné trendy v dizajne elektronických zariadení.

Séria operačných zosilňovačov LMV341/2/4 je určená na použitie v prenosných zariadeniach s vlastným napájaním. Operačné zosilňovače majú veľmi vysoké parametre vstupného prúdu a šumu. V režime Shutdown sa spotreba prúdu zníži na typickú hodnotu iba 45 pA a doba prechodu do prevádzkového režimu nepresiahne 5 μs. Zosilňovače sú dostupné v rôznych obaloch, vrátane SC70-6L, ktorý je veľmi vhodný pre umiestnenie na základné dosky osobných počítačov a notebookov. Upozorňujeme, že tieto zosilňovače fungujú v rozšírenom teplotnom rozsahu (do 125 °C).

Charakteristickým znakom rodiny operačných zosilňovačov LMV931/2/4 a LMV981/2 (s režimom Shutdown) je veľmi nízke minimálne napájacie napätie 1,8 V, a preto sú firmou umiestnené pre použitie v zariadeniach napájaných jedným Li-Ion galvanický prvok, ako aj pre systémy riadenia výkonu. Tieto zosilňovače tiež disponujú vstupom a výstupom Rail to Rail a veľmi vysokým (101 dB) ziskom pri relatívne nízkej hladine šumu, čo umožňuje použitie týchto operačných zosilňovačov v audio zariadeniach s nízkonapäťovým napájaním.

Rodiny operačných zosilňovačov LMV321/358/324 a LPV321/358/354 (nízkonapäťová a mikrovýkonová verzia zodpovedajúcich superpopulárnych operačných zosilňovačov radu LM), ako aj zosilňovače LM2904/02 v miniatúrnom microSMD puzdro a LP2902 (analógy LM358/324 a LP324) sú klasické moderné operačné zosilňovače pre všeobecné použitie a môžu byť použité v širokej triede zariadení. Upozorňujeme, že LM2904/02 a LP2902 môžu pracovať s jedno- a bipolárnym napájaním s výkyvom od 3 do 32 V.

Operačný zosilňovač LMV301 je CMOS variantom LMV321. Vyznačuje sa extrémne nízkym vstupným prúdom a zosilňovačmi s nízkym minimálnym napätím v miniatúrnom balení SC70 a možno ho použiť v zariadeniach typu sample-and-hold, zosilňovačoch signálu fotosenzorov a iných aplikáciách napájaných z batérie.

Operačné zosilňovače radu LMV821/22/24 sa vyznačujú relatívne vysokým výkonom (frekvencia jednotného zisku 5 MHz, rýchlosť prebehu výstupného napätia 1,4 V/μs) pri nízkej spotrebe energie. Majú tiež dobré parametre pre ofsetové napätie a jeho drift (3,5 mV a 1 μV/°C). Vyrábajú sa v rôznych puzdrách a sú určené na použitie v komunikačnej technike - modemy, bezdrôtové a mobilné telefóny a iné zariadenia.

Operačný zosilňovač LMC7101 so vstupom a výstupom Rail to Rail a jeho mikrovýkonová verzia LMC7111 sú vyrobené technológiou CMOS v miniatúrnych baleniach a sú určené na použitie v rôznych prenosných zariadeniach s vlastným napájaním. Vzhľadom na ich veľmi nízky vstupný prúd je možné ich použiť v zariadeniach typu sample-and-hold a iných zariadeniach, ktoré vyžadujú veľkú vstupnú impedanciu (zaručená minimálne 1 TΩ).

Pozoruhodné sú vstupné a výstupné operačné zosilňovače LM7301 Rail to Rail, ktoré kombinujú veľmi vysoké hodnoty rôznych parametrov, najmä široký rozsah napájacieho napätia, relatívne vysokú rýchlosť, vysoký zisk a potlačenie bežného režimu, ako aj LMC8101 CMOS. operačné zosilňovače s možnosťou vypnutia. Tieto zosilňovače sú dostupné v miniatúrnych puzdrách SOT-23 a microSMD a možno ich použiť v rôznych zariadeniach s príslušnými parametrami.

Relatívne výkonné a rýchle operačné zosilňovače LM8261/2 a LM8272 s rail to rail vstupom a výstupom a neobmedzenou zaťažovacou kapacitou sú určené pre použitie v budiacich obvodoch pre LCD obrazovky, DAC koncové stupne, slúchadlové zosilňovače a ďalšie zariadenia. Pracujú v širokom rozsahu napájacieho napätia a vyznačujú sa nízkou hlučnosťou a skreslením.

Nízkošumové operačné zosilňovače radu LMV721/2 sú určené pre použitie vo vstupných stupňoch zosilňovacích zariadení, vrátane batériových. Dostupné v miniatúrnych krytoch a verziách s otvoreným rámom na integráciu do rôznych zariadení, napríklad elektretových mikrofónov.

Presné operačné zosilňovače

Ďalej prejdeme k zváženiu najnovšieho vývoja presných operačných zosilňovačov od National Semiconductor, ktorých hlavné parametre pri napájacom napätí 5 V sú uvedené v tabuľke 2. Okrem parametrov operačných zosilňovačov na všeobecné použitie, offsetové napätie teplotný drift, zosilnenie a pomery odmietnutia spoločného režimu sú veľmi dôležité pre signály presných zosilňovačov (Common Mode Rejection Ratio - CMRR) a vplyv nestability napájacieho napätia (Power Supply Ripple Rejection - PSRR).

Tabuľka 2. Hlavné parametre moderných presných operačných zosilňovačov National Semiconductor

Rodiny operačných zosilňovačov LMC6081/2/4 a LMC6482/4 so vstupom a výstupom rail to rail sú implementované pomocou technológie CMOS a predstavujú štandardné presné operačné zosilňovače schopné prevádzky s jedným napájaním. Vyrábajú sa aj ich mikro-napájacie analógy so spotrebou prúdu 20 μA a zníženým výkonom - LMC6061/2/4 a LMC6462/4. Rozsah použitia týchto operačných zosilňovačov je prístrojové zosilňovače, zariadenia na spracovanie signálu, zosilňovače signálu pre piezoelektrické snímače a snímače žiarenia, medicínske zariadenia (biopotenciálne zosilňovače) atď.

Charakteristickým znakom operačných zosilňovačov LMC6001 je zanedbateľná typická hodnota vstupného prúdu 10 fA a teda aj schopnosť pracovať v elektrometrických prístrojoch, prístrojoch na meranie zvodových prúdov, detektoroch žiarenia, rôznych vedeckých zariadeniach a pod. spoločnosťou otestovať každý z novo vyrobených čipov LMC6001 - 3-krát za sebou v prvej minúte. Inštancie so vstupným prúdom vyšším ako 25 fA sú odmietnuté. Výhodou operačných zosilňovačov je aj nízka hlučnosť 22 nV/Hz 1/2 a prítomnosť ochrany pred elektrostatickým potenciálom až do 2000 V. Dostupné v MDIP puzdrách a okrúhlom kovovo-sklenom puzdre MCAN. Všimnite si, že úspešné použitie operačných zosilňovačov s nízkymi vstupnými prúdmi je možné len vtedy, ak na povrchu dosky plošných spojov nie sú žiadne zvodové prúdy. Veľkosť týchto prúdov môže byť o niekoľko rádov vyššia ako vstupné prúdy zosilňovača, a preto môžu spôsobiť výrazný posun jeho nuly. Východiskom je vytvorenie špeciálnych ochranných krúžkov na doske plošných spojov okolo vstupov operačného zosilňovača alebo pripojenie vstupov zosilňovača k iným prvkom obvodu mimo dosky. Vzorky návrhov dosiek plošných spojov na montáž zosilňovačov s ultranízkymi vstupnými prúdmi sú k dispozícii na webovej stránke spoločnosti.

Nízkošumové presné operačné zosilňovače LMV751 a LMV771/2/4 s výstupom Rail to Rail a napájaním z jedného zdroja sú dostupné v miniatúrnych baleniach a sú určené na použitie vo vstupných stupňoch rôznych zariadení. Vyznačujú sa zvýšenou rýchlosťou a nízkym skreslením, čo umožňuje použitie týchto operačných zosilňovačov v kvalitných zariadeniach s nízkonapäťovým napájaním.

Je potrebné poznamenať, že National Semiconductor vyrába špeciálne operačné zosilňovače - duálny LM833 a quad LM837 (v tabuľke nie sú uvedené) - pre použitie v Hi-Fi audio zariadeniach. Parametrami sa tieto zosilňovače približujú presnosti a vyznačujú sa nízkym offsetovým napätím (0,3 mV), vysokým ziskom (110 dB), veľmi nízkou úrovňou šumu v audio rozsahu (4,5 nV / Hz 1/2) a extrémne malé nelineárne skreslenie (0,0015 %). Operačné zosilňovače sú prispôsobené pre akýkoľvek zisk až po jednotu a spolu s ich použitím v predzosilňovačoch ich možno použiť v širokej škále zariadení na zosilnenie slabých signálov.

Najnovším počinom spoločnosti National Semiconductor je séria cenovo dostupných, ultra presných operačných zosilňovačov LMP2011/2/4 založených na jedinečnej technológii korekcie kontinuálneho posunu vstupu so zanedbateľným offsetovým napätím (typická hodnota 0,8 μV) a jeho teplotným posunom (0,015 μV/° WITH) . Na rozdiel od operačných zosilňovačov od iných firiem, ktoré používajú metódu nulovej korekcie s relatívne nízkofrekvenčnou stabilizáciou sekania, ktorá vytvára výrazný šum a skreslenie signálu, je korekčná frekvencia LMP201x 35 kHz, čo umožňuje preniesť hlavné spektrum šumu do vysokých -frekvenčná oblasť, čím sa dosiahne veľmi nízka hladina šumu a skreslenia vo frekvenčnom rozsahu až niekoľko desiatok kHz. Vo všeobecnosti kombinácia vynikajúcich charakteristík operačných zosilňovačov LMP201x, ako je ultra nízky offset a drift, veľmi vysoká šírka pásma a rýchlosť prebehu pre presné operačné zosilňovače, v kombinácii s nízkou hlučnosťou a nízkou spotrebou prúdu umožňuje použitie týchto mikroobvodov. v širokej triede zariadení so zvýšenou presnosťou a teplotnou stabilitou.

Na záver nášho prehľadu presných operačných zosilňovačov sa pozrime na ďalší nedávny vývoj od National Semiconductor – rad presných diferenciálnych zosilňovačov s pevným ziskom LMP8270/1 s ultra širokým rozsahom vstupného napätia v bežnom režime, navrhnutých na použitie v zariadeniach na snímanie prúdu. , automobilová elektronika a iné obvody, kde je potrebné izolovať slabý diferenciálny signál na pozadí veľmi vysokého bežného napätia.

Štruktúra a typický spojovací obvod zosilňovača LMP8271 v obvode merača prúdu sú znázornené na obr. 1. Čip obsahuje proprietárny posunovač vstupnej úrovne a dvojstupňový zosilňovač s celkovým ziskom 20. LMP8270 sa vyznačuje absenciou OFFSET pinu. V typickom spínacom obvode sa spojenie medzi stupňami uskutočňuje cez jednoduchý RC dolnopriepustný filter s externým kondenzátorom.

Ryža. 1. Štruktúra a typická schéma zapojenia zosilňovača LMP8271

Zosilňovač LMP8270 vydáva iba kladné vstupné signály, zatiaľ čo LMP8271 môže zosilňovať aj záporné vstupy. Schopnosť zosilniť záporné vstupné napätie VIN sa dosiahne posunutím úrovne výstupného napätia V OUT o určitú konštantnú hodnotu podľa grafov na obr. 2. Posun sa vytvorí privedením riadiaceho napätia na špeciálny vstup OFFSET čipu LMP8271. Ak je vstup OFFSET pripojený k zemi, LMP8271 pridelí iba kladný vstupný signál. Keď sa na kolík OFFSET privedie napájacie napätie V S, k výstupnému napätiu zosilňovača sa pripočíta polovica napájacieho napätia a tým sa vstup zosilňovača stane bipolárnym. Na vstup OFFSET možno v zásade priviesť akékoľvek napätie V X od 0 do V S a k výstupnému napätiu sa pripočíta hodnota V X /2.

Ryža. 2. Závislosť vstupného a výstupného napätia zosilňovača LMP8271 od riadiaceho signálu OFFSET

Programovateľné operačné zosilňovače

National Semiconductor vyrába množstvo operačných zosilňovačov, ktorých parametre je možné ovládať zmenou prúdu cez špeciálny kolík čipu – takzvané programovateľné operačné zosilňovače. Najnovší príklad programovateľného operačného zosilňovača - duálny zosilňovač LMV422 - je zaujímavý tým, že môže pracovať v dvoch režimoch, normálnom a ekonomickom, pričom sa samozrejme parametre zosilňovača zhoršujú, ale hlavné funkcie sú zachované, čo môže byť veľmi užitočné. , napríklad na udržiavanie zariadenia v pohotovostnom stave, prepínanie na záložné napájanie a pod. V normálnom režime (Full; ovládací kolík PS je uzemnený) odoberajú operačné zosilňovače prúd 400 μA a majú parametre blízke presným zosilňovačom ( pozri tabuľku 1). V ekonomickom režime (Low; na ovládací kolík PS je privedené napätie viac ako 4,5 V) sa spotreba prúdu zníži na 2 μA a zosilňovač sa stáva ultra-mikrovýkonným. Každý zosilňovač mikroobvodu má svoj vlastný nezávislý ovládací kolík PS. Operačné zosilňovače LMV422 sú upravené na zosilnenie väčšie ako 2 a sú dostupné v 10-pinovom balení MSOP.

Kombinované zariadenia

Trend znižovania veľkosti elektronických zariadení vedie vývojárov k vytváraniu rôznych kombinovaných zariadení založených na operačných zosilňovačoch. Najmä pre potreby videotechniky vyrába National Semiconductor sady vysokorýchlostných operačných zosilňovačov s multiplexormi LMH6570/2/4, ktorých parametre sú uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3. Základné parametre zosilňovačov National Semiconductor multiplexer

Čip LMH6572 obsahuje tri sady 2:1 multiplexerov a kvalitné vyrovnávacie zosilňovače so ziskom 2 a LMH6570 a LMH6574 - respektíve 2 a 4 vyrovnávacie zosilňovače, multiplexer a kvalitný vysokorýchlostný operačný zosilňovač s veľmi vysokým parametre z hľadiska frekvenčných charakteristík, rýchlosti prechodu výstupného napätia, nelinearity skreslenia a šumu, čo umožňuje ich použitie v rôznych zariadeniach na spracovanie a zosilnenie video signálu, monitoroch, viackanálových ADC, televíznych zariadeniach s vysokým rozlíšením atď. Operačné zosilňovače National Semiconductor zamerané na video aplikácie, operačné zosilňovače čipov LMH6470/2/4 poskytujú minimálne hodnoty skreslenia špecifické pre video signály, ako je „diferenciálny zisk“ a „diferenciálna fáza“. Štruktúra a typická schéma zapojenia multiplexera LMH6570 a tabuľka jeho stavov sú na obr. 3. Činnosť multiplexora je riadená štandardnými logickými úrovňami na kontaktoch SEL a SD.

Ryža. 3. Štruktúra a typická schéma zapojenia multiplexera LMH6570 a tabuľka jeho stavov

Mnoho napájacích obvodov a iných zariadení často používa operačné zosilňovače spolu s napäťovými referenciami (VRP). National Semiconductor vyrába niekoľko kombinovaných čipov obsahujúcich dva alebo viac operačných zosilňovačov s pevným alebo variabilným referenčným napätím. Ako príklad uvažujme čip LM432, ktorý pozostáva z dvoch operačných zosilňovačov podobných populárnemu LM358 a pevného referenčného napätia 2,5 V s výstupným prúdom do 10 mA a nestabilitou nie viac ako 4 mV v teplotnom rozsahu. od 40 do +85 °C. Štruktúra mikroobvodu je znázornená na obr. 4. Rozsah jeho aplikácií môže byť veľmi rôznorodý - najjednoduchšie lineárne stabilizátory napätia, PWM impulzné meničové zariadenia atď.

Ryža. 4. Štruktúra čipu LM432

Analógové komporátory

Sortiment National Semiconductor zahŕňa aj veľké množstvo integrovaných analógových komparátorov, ktoré spoločnosť s veľkým úspechom vyrába už mnoho rokov. Najmä séria jednozásobových komparátorov LM139/239/339 predstavených v roku 1970 sa ukázala byť taká úspešná, že jej modifikácie LM193/293/393/2903 a ďalšie v súčasnosti vyrába niekoľko spoločností v rôznych krajinách.

Spolu s parametrami spoločnými pre operačné zosilňovače je pre komparátory veľmi dôležitý spínací čas (Response Time) - časový úsek od začiatku porovnávania vstupných napätí až do okamihu, keď výstupné napätie dosiahne zodpovedajúcu logickú úroveň. Moderné nízkonapäťové komparátory sa zvyčajne vyrábajú pomocou technológie BiCMOS, ktorá umožňuje kombinovať vysokú rýchlosť a nízku hlučnosť s nízkou spotrebou energie a tiež získať výstupné napätie blízke napájaciemu napätiu. Podobne ako operačné zosilňovače, aj komparátory možno rozdeliť na univerzálne alebo všeobecné, vysokorýchlostné, mikrovýkonové, rail to rail, presné atď., pričom National Semiconductor používa na ich značenie rovnaký systém ako pri operačných zosilňovačoch. Hlavné parametre moderných komparátorov National Semiconductor pri napájacom napätí 5 V sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4. Základné parametre moderných analógových komparátorov National Semiconductor

Rodina univerzálnych komparátorov zobrazená v prvom riadku tabuľky je vyrobená bipolárnou technológiou s výstupom s otvoreným kolektorom (OC), je použiteľná v širokom rozsahu napájacích napätí (bipolárne aj unipolárne) a je kompatibilná s rôznymi typmi digitálnych logických zariadení z hľadiska výstupného napätia: TTL, CMOS, ECL atď. Najnovšie komparátory radu sú vyrábané v miniatúrnych mikroSMD puzdrách a sú určené na použitie v prenosných zariadeniach s vlastným napájaním.

Komparátory LMV331/393/339 sú nízkonapäťovou verziou predchádzajúcej rodiny, vyrobenou technológiou BiCMOS. Sú umiestnené pre použitie v zariadeniach s jednosmerným napájaním od 2,7 do 5 V.

Štvornásobný mikrovýkonový komparátor LP339 je vyrobený pomocou bipolárnej technológie a je navrhnutý na použitie v spojení s logickými zariadeniami CMOS v širokom rozsahu napájacích napätí. Je pozoruhodné, že množstvo prúdu spotrebovaného jedným komparátorom (15 μA) nezávisí od napájacieho napätia.

Komparátory Micropower CMOS LMC7211 s výstupom push-pull (2T) a LMC7221 s výstupom open-drain (OS) sa vyrábajú v miniatúrnych obaloch SOT23 a sú určené na použitie v rôznych prenosných zariadeniach - notebooky, mobilné telefóny atď. Podobných je ešte viac ekonomické komparátory LMC7215 a LMC7225 so spotrebou prúdu len 0,7 μA. Tieto komparátory majú vstup a výstup Rail to Rail a sú určené na použitie v záložných obvodoch.

Najnovší vývoj komparátorov od National Semiconductor je vyrobený pomocou technológie BiCMOS a vyznačuje sa jedinečnou kombináciou rôznych parametrov. Moderné univerzálne komparátory LMV7235/39 poskytujú spínací čas 45 ns pri prúdovom odbere 65 μA. Vysokorýchlostná verzia LMV7219 má spínací čas 7 ns a nízkonapäťové verzie LMV7271/2/5 a LMV7291 pracujú pri napájacom napätí 1,8 V. Presné spínanie komparátorov pri porovnávaní pomaly sa meniacich vstupných signálov zaručuje tzv. vnútorná hysterézia obvodu. Všetky komparátory série LMV72xx sú dostupné v miniatúrnych krytoch.

Presné jednoduché a duálne komparátory CMOS LMV761/2 sa vyznačujú veľmi nízkymi offsetovými napätiami a vstupnými prúdmi s relatívne vysokým výkonom. Komparátor LMV761 má režim vypnutia, v ktorom sa spotreba prúdu zníži na 0,2 μA a výstup komparátora prejde do stavu vysokej impedancie. Doba prechodu do prevádzkového režimu nepresahuje 4 μs. Všimnite si, že podľa špecifikácií pre tieto mikroobvody nemožno nepoužitý vypínací kolík SD nechať voľný, ale mal by byť pripojený ku kladnému napájaciemu kolíku.

Portfólio produktov National Semiconductor zahŕňa množstvo kombinovaných integrovaných obvodov založených na analógových komparátoroch. Ide napríklad o detektor poklesu napájacieho napätia LMS33460, ktorý tvorí aktívnu (nulovú) úroveň pri poklese napájacieho napätia zariadenia na 3 V. Štruktúra mikroobvodu LMS33460 a typická schéma zapojenia jeho zapojenia sú na obr. 5.

Ryža. 5. Štruktúra mikroobvodu detektora poklesu napájacieho napätia LMS33460 (a) a jeho typický spojovací obvod (b)

Čip LMS33460, uložený v miniatúrnom obale SC70-5, obsahuje presný ionizátor, komparátor s hysterézou a koncový stupeň s otvoreným odtokom. Rozsah vstupného napätia mikroobvodu je 0,8–7 V, spotreba prúdu nepresahuje 1 μA a čas prepnutia do aktívneho stavu je 70 μs.

Výber správneho operačného zosilňovača

Aby sa skrátil čas strávený výberom a testovaním operačných zosilňovačov, spoločnosť National Semiconductor vytvorila pohodlnú online technológiu Amplifiers Made Simple, ktorá je súčasťou softvéru WEBENCH zverejneného na webovej stránke spoločnosti. Nový interaktívny nástroj má výkonný vyhľadávací nástroj, ktorý vám umožní rýchlo a presne nájsť správny komponent medzi množstvom iných produktov, z ktorých každý má širokú škálu elektrických charakteristík.

V prvej fáze vám Amplifiers Made Simple umožňuje vybrať optimálny typ operačného zosilňovača, ktorý spĺňa požiadavky užívateľa. V produktoch National Semiconductor sa potom hľadajú operačné zosilňovače, aby sa identifikovali operačné zosilňovače, ktoré sú najvhodnejšie pre konkrétnu aplikáciu. Ako všetky ostatné nástroje z rodiny WEBENCH, Amplifiers Made Simple je úplne zadarmo. Rôzne nástroje rodiny sú navzájom integrované, čo vytvára ďalšie pohodlie pre používateľa.

So zosilňovačmi Made Simple už dizajnéri elektroniky nemusia vykonávať časovo náročné výpočty obvodov a nákladné fyzické prototypovanie. Technológia poskytuje okamžitý prístup k najnovším modelom SPICE, parametrom a ďalším informáciám o operačných zosilňovačoch National Semiconductor a tiež umožňuje užívateľovi porovnávať charakteristiky viacerých zariadení súčasne. National Semiconductor garantuje 24-hodinové dodanie všetkých produktov podporovaných WEBENCH.

Široký sortiment a nízka cena integrovaných operačných zosilňovačov od National Semiconductors, ako aj možnosť online výberu ich robia veľmi atraktívnymi pre široké spektrum vývojárov elektronických zariadení. Informácie o uvažovaných operačných zosilňovačoch, ako aj o iných komponentoch vyrábaných spoločnosťou National Semiconductor, nájdete na http://promelec.ru/lines/nsc.html alebo na webovej stránke výrobcu www.national.com.

Literatúra

1. Volovich G.I. Obvod analógových a analógovo-digitálnych elektronických zariadení. M.: Vydavateľstvo "Dodeka-XXI". 2005.
2. Národná databáza analógových produktov. Vydanie z roku 2004.
3. Shtrapenin G.L. Vysokorýchlostné operačné zosilňovače od National Semiconductor // Chip News. 2003. Číslo 10.