Legendariske analoge chips

Blandt de mange chips, der præsenteres på det moderne marked for mikroelektroniske komponenter, er der ægte legender, der med rette har fortjent deres høje omdømme. I denne artikel vil vi fokusere på fire sådanne legendariske analoge mikrokredsløb, nemlig: NE555, A741, TL431 og LM311.

Integreret timer NE555

Analog integreret kredsløb NE555 er en universal timer. Det tjener med succes i mange moderne elektroniske kredsløb til at producere gentagne eller enkeltimpulser med konstante tidsegenskaber. Chippen er i det væsentlige asynkron RS-triggermed specifikke indgangstærskler, der er nøjagtigt defineret af interne analoge komparatorer og en nøjagtig spændingsdeler.

Den integrerede struktur i mikrokredsløbet inkluderer 23 transistorer, 16 modstande og 2 dioder. NE555 findes stadig i forskellige pakker, men det er mest populært i DIP-8 og SO-8 tilfælde, og det er i denne form, at det kan findes på mange tavler. Indenlandske producenter fremstiller analoger af denne timer under navnet KR1006VI1.

Historien om NE555-chippen begynder i 1970, da Hans Kamensind, en medarbejder i det amerikanske mikroelektroniske firma Signetics, en specialist i PLL-kredsløb, debuggerede en PLL med en VCO, hvis frekvens nu var uafhængig af spænding, fyret på grund af den økonomiske krise.

Denne udvikling blev senere kaldet NE566 og indeholdt alle elementerne i den fremtidige NE555-timer, inklusive komparatorer, spændingsdelertrigger og nøgle. Kredsløbet kunne generere trekantede impulser med amplituden indstillet af den interne divider og med den frekvens, der er indstillet af det eksterne RC-kredsløb.

Hans Kamensind solgte sin udvikling til Signetics og tilbød derefter at finjustere den til den ventende multivibrator - en enkelt pulsgenerator. Ideen blev ikke straks understøttet, men Signetics 'salgschef, Art Fury, insisterede, og projektet blev godkendt, den fremtidige chip blev kaldt NE555 (NE fra SigNEtics).

Forfining og debugging af timeren tog flere måneder, og til sidst i 1971 begyndte salget af NE555 i en otte-pin sag til en pris på 75 cent. I dag fås funktionelle analoger af den originale NE555 i en række bipolære og CMOS-versioner fra næsten alle større producenter af elektroniske komponenter.

Overvej nu formålet med konklusionerne med den integrerede NE555 timer, dette vil give læseren mulighed for at forstå grunden til, at denne chip har vundet enorm popularitet både blandt specialister og blandt amatørradioentusiaster.

• Den første konklusion er jorden. Det er forbundet til den negative ledning i strømkilden.

• Den anden konklusion er udløseren. Når spændingen på denne pin er lavere end 1/3 af forsyningsspændingen, starter timeren. Samtidig overstiger den strøm, der forbruges af denne input, ikke 500 nA.

• Den tredje konklusion er vejen ud. Når timeren er tændt, er spændingen på denne terminal 1,7 volt mindre end forsyningsspændingen, og den maksimale strøm på denne terminal når 200 mA.

• Den fjerde konklusion er nulstillet. Når der leveres en lavt niveau spænding til dette output, under 0,7 volt, vender mikrokredsløbet tilbage til sin oprindelige tilstand. Hvis en nulstilling under drift i kredsløbet ikke er påkrævet, er denne udgang simpelthen forbundet til plusskabet til mikrokredsløbets strømkilde.

• Den femte konklusion er kontrol. Denne udgang er under referencespænding og er tilsluttet inverteringsindgangen fra den første komparator.

• Den sjette konklusion er tærsklen, stop. Når en spænding, der er højere end 2/3 af forsyningsspændingen tilføres dette output, stopper timeren, og dens output sættes i en hviletilstand.

• Den syvende konklusion er decharge. Når udgangsniveauet for mikrokredsløbet er lavt, er denne stift inde i mikrokredsløbet forbundet til jorden, og når output fra mikrokredsløbet er højt, kobles denne stift fra jorden. Denne stift er i stand til at modstå strømme op til 200 mA.

• Den ottende konklusion er ernæring. Denne stift er forbundet til den positive ledning i mikrokredsløbets strømkilde, hvis spænding kan være fra 4,5 til 16 volt.

NE555-chippen er blevet vidt brugt på grund af dens alsidighed. På grundlag heraf er generatorer, modulatorer, tidsrelæer, tærskelanordninger og mange andre knudepunkter til forskellige elektroniske udstyr bygget, hvis række kun er begrænset af fantasien og den kreative tilgang fra ingeniører og udviklere.

Eksempler på opgaver, der skal løses, er: funktionen af ​​at gendanne et digitalt signal forvrænget i kommunikationslinjer, skravelfiltre, skifte strømforsyning, on-off controllere i automatiske kontrolsystemer, PWM-controllere, timere og meget mere.

Yderligere materialer om chippen NE555:

555 Integreret timer - Kør gennem databladet

555 Integrerede timer-design

Beskyttelse mod vandlækage

PWM - controller baseret på den NE555 integrerede timer til dæmpning af LED'er

Driftsforstærker uA741

uA741 er en operationel forstærker baseret på bipolære transistorer. Denne anden generations operationelle forstærker, udviklet i 1968 af Fairchild Semiconductor ingeniør David Fullagar, er en modifikation af LM101 driftsforstærker, som krævede en ekstern frekvenskorrektionskondensator. Ved uA741 var en ekstern kondensator ikke længere påkrævet, fordi her installeres den straks på selve chippen.

Egenskaberne ved uA741 var perfekte i den tid, og brugervenligheden af ​​mikrokredsløbet bidrog til dens udbredte anvendelse. Så uA741 er blevet en universel standard operationel forstærker, og i dag produceres dens analoger af mange producenter af mikroelektroniske komponenter, for eksempel: AD741, LM741 og den indenlandske analog - K140UD7. Disse mikrokredsløb fås både i DIP og chippakker.

I hjertet af operationelle forstærkere er det samme princip, forskellene er kun i struktur. De operationelle forstærkere for anden og næste generation inkluderer følgende funktionelle blokke:

• Indgangstrinnet er en differentiell forstærker, der giver forstærkning ved en høj indgangsimpedans og ved et lavt støjniveau.

• Højspændingsforstærker, frekvensrespons falder som i et enkeltpoligt lavpasfilter. Dette er ikke en forskel, den eneste udvej.

• Udgangstrinnet (forstærker), der giver høj belastningskapacitet, lav udgangsmodstand og giver beskyttelse mod kortslutning og begrænsning af udgangsstrømmen.

En integreret 30 pF kondensator tilvejebringer frekvensafhængig negativ feedback, der øger driftsforstærkerens stabilitet, når man arbejder med ekstern feedback. Dette er den såkaldte Miller-kompensation, der fungerer næsten som en integrator, der er bygget på en driftsforstærker. Frekvenskompensation giver den operationelle forstærker ubetinget stabilitet i en lang række betingelser og forenkler dermed brugen i en lang række elektroniske enheder.

I udgangstrinnet uA741 er der en modstand med en modstand på 25 ohm, der tjener som en strømføler. Sammen med transistor Q17 begrænser denne modstand strømmen af ​​emitterfølgeren Q14 til ca. 25 mA. I den nedre arm på push-pull-udgangstrinnet udføres strømbegrænsning gennem Q20-transistoren af strømmåling gennem emitteren fra transistoren Q19 og den efterfølgende begrænsning af strømmen, der strømmer til basen af ​​Q15. I mere moderne ændringer af uA741-kredsløbet kan der anvendes metoder til begrænsning af udgangsstrømmen, der er lidt anderledes end de her beskrevne.

Chippen har to offsetstifter til afbalancering, så du kan justere indgangsforspænding af driftsforstærkeren til nøjagtigt nul. Et eksternt potentiometer kan bruges til dette formål. Forsyningsspændingen for mikrokredsløbet kan nå fra + -18 til + -22 volt, afhængigt af ændringen, dog er det anbefalede interval fra + -5 til + -15 volt.

Se også om dette emne:

Hvad er operationelle forstærkere

Feedback operationelle forstærker kredsløb

Feedback operationelle forstærker kredsløb

Justerbar spændingsregulator TL431

TL431 blev lanceret af Texas Instruments i 1978 og blev positioneret som en præcisionsjusterbar spændingsregulator. Den forrige version var en mindre nøjagtig TL430-chip. I dag produceres TL431 af mange producenter under markeringerne: LM431, KA431 og dens indenlandske modstykke - KR142EN19A.

TL431 er i det væsentlige en kontrolleret zenerdiode, som ofte findes i den tre-polede TO-92-pakke. Denne chip kan måske ses på tavlen til enhver af de moderne skifte strømforsyningi det mindste - i skemaet med galvanisk isolering af sekundære kredsløb.

Mikrokredsløbet er ganske enkelt reguleret: når der tilføres en spænding til styreelektroden over en tærskelspænding på 2,5 volt, går den interne transistor, der udfører funktionen af ​​en zenerdiode, i en ledende tilstand.

Betydningen af ​​fundene er åbenlyst fra flowdiagrammet:

• Den første konklusion er kontrolelektroden.

• Den anden konklusion - bærer funktionen af ​​anoden af ​​zenerdioden.

• Den tredje konklusion - spiller rollen som zenerdiodes katode.

Driftsspændingen ved katoden kan være i området fra 2,5 til 36 volt, og strømmen i ledende tilstand må ikke overstige 100 mA, mens kontrolstrømmen ikke overstiger 4 μA. Den interne spændingsreference har en nominel værdi på 2,5 volt.

Mikrokredsløbet er så let at konfigurere og bruge, at det allerede har fundet den bredeste applikation i forskellige elektroniske enheder, startende med skiftekraftforsyning, hvor den traditionelt fungerer sammen med en optokoppler, der slutter med lys- og temperatursensorer.

I dag er det vanskeligt at finde et husholdningsapparat uanset hvor TL431 er, af netop denne grund er denne chip tilgængelig i mange forskellige tilfælde. TL431 er således fantastisk til at oprette feedbackkredsløb i helt forskellige aspekter af dette koncept.

Eksempler på brug af chip TL431:

Enkel temperaturregulator

Indikatorer og signalanordninger på en justerbar zenerdiode TL431

Analog komparator LM311

Den analoge komparator LM311 er fremstillet af National Semiconductor siden 1973 (siden 23. september 2011 har virksomheden officielt været en del af Texas Instruments). Denne komparators hjemmeanalog er KR554CA3.

Denne integrerede spændingskomparator er kendetegnet ved en meget lille indgangsstrøm (150 nA). Det er specielt designet til brug i en lang række forsyningsspændinger: fra standard + - 15V til unipolar + 5V, traditionel til digital logik. Komparatorudgangen er kompatibel med TTL-, RTL-, DTL- og MOS-niveauer.

Dens outputstrin med en åben kollektor giver dig mulighed for direkte at indlæse output til et relæ eller en glødelampe og skifte strøm op til 50 mA ved en spænding på op til 50 V. Strømforbruget i mikrokredsløbet er kun 135 mW med en spænding på + -15 V. Dataene på LM311-komparatoren er vist mange typiske skemaer for dens applikationer.

Mikrokredsløbet indeholder 20 modstande, 22 bipolære transistorer, 1 felteffekttransistor og 2 dioder. LM311-indgangen og -udgangen kan isoleres fra kredsløbets jord, således at udgangskredsløbet til mikrokredsløbet fungerer på en jordet belastning eller på en belastning, der er forbundet til den negative eller positive pol i strømkilden.

I komparatorkredsløbet er der muligheder for at afbalancere forskydningen og porten, og udgange fra flere LM311 kan tilsluttes ved hjælp af et kablet ELLER-kredsløb. Sandsynligheden for falske positiver for denne chip er meget lav.

Yderligere materialer om dette emne:

Hvordan den analoge komparator er arrangeret og fungerer

Sammenligningskredsløb

Termostat til kælderen på komparatoren LM311