Легендарни аналогни чипови

Међу мноштвом чипова представљених на савременом тржишту микроелектронских компоненти, постоје и праве легенде које су с правом заслужиле високу репутацију. У овом чланку ћемо се фокусирати на четири таква легендарна аналогна микроциркула, и то: НЕ555, А741, ТЛ431 и ЛМ311.

Интегрисани тајмер НЕ555

Аналогни интегрисани круг НЕ555 је универзални тајмер. Успешно служи у многим модерним електронским круговима за производњу понављајућих или појединих импулса са карактеристикама константног времена. Чип је у основи асинхрони РС окидачса специфичним улазним праговима који су прецизно дефинисани интерним аналогним упоређивачима и прецизним делиоцем напона.

Интегрисана структура микроцирке обухвата 23 транзистора, 16 отпорника и 2 диоде. НЕ555 је и даље доступан у разним пакетима, али је најпопуларнији у случајевима ДИП-8 и СО-8, па се у овом облику може наћи на многим плочама. Домаћи произвођачи производе аналоге овог тајмера под именом КР1006ВИ1.

Историја чипа НЕ555 почиње 1970. године, када је Ханс Каменсинд, запосленик америчке микроелектроничке компаније Сигнетицс, специјалиста за ПЛЛ склопове, отклонио ПЛЛ са ВЦО, чија фреквенција је сада била независна од напона, пуштен због економске кризе.

Тај се развој касније назвао НЕ566 и садржавао је све елементе будућег часовника НЕ555, укључујући компаратере, делилац напонаокидач и тастер. Круг може генерисати трокутасте импулсе са амплитудом постављеном унутрашњим разделником и фреквенцијом постављеном у спољњем РЦ кругу.

Ханс Каменсинд је свој развој продао компанији Сигнетицс, а затим понудио да је рафинира на мултивибратору који чека, једином генератору импулса. Идеја није одмах подржана, али менаџер продаје компаније Сигнетицс, Арт Фури, инсистирао је и пројекат је одобрен, будући чип назван је НЕ555 (НЕ из компаније СигНЕтицс).

Пречишћавање и уклањање погрешака тајмера потрајало је још неколико месеци, и коначно, 1971. године, продаја НЕ555 у 8-полном случају започела је по цени од 75 центи. Данас су функционални аналози оригиналног НЕ555 доступни у разним биполарним и ЦМОС верзијама готово свих великих произвођача електроничких компоненти.

Сада размотрите сврху закључака интегрисаног тајмера НЕ555, ово ће омогућити читаоцу да разуме разлог зашто је овај чип стекао огромну популарност и међу стручњацима и међу љубитељима аматерских радија.

• Први закључак је земља. Повезан је са негативном жицом извора напајања.

• Други закључак је окидач. Кад је напон на овом пину нижи од 1/3 напона напајања, тајмер се покреће. Истовремено, струја потрошена овим улазом не прелази 500 нА.

• Трећи закључак је излаз. Када је тајмер укључен, напон на овом прикључку је 1,7 волти мањи од напона напајања, а максимална струја овог терминала достиже 200 мА.

• Четврти закључак је ресетиран. Када се на овај излаз доведе напон ниског нивоа, испод 0,7 волта, микровезје се враћа у првобитно стање. Ако ресетовање током рада у кругу није потребно, овај се излаз једноставно повеже са плусом извора напајања микро круга.

• Пети закључак је контрола. Овај излаз је под референтним напоном и повезан је са инвертирајућим улазом првог компаратора.

• Шести закључак је праг, стани. Када напон већи од 2/3 напона напаја на овај излаз, тајмер ће се зауставити и његов излаз ће бити стављен у мировање.

• Седми закључак је пражњење. Када је излазни ниво микро круга низак, овај пин унутар микроцирке је повезан са земљом, а када је излаз микроциркета висок, тај пин се одваја од земље. Овај пин може да издржи струју до 200 мА.

• Осми закључак је исхрана. Овај пин је повезан са позитивном жицом извора напајања микро-склопа, чији напон може бити од 4,5 до 16 волти.

Чип НЕ555 се широко користио због своје свестраности. На његовој основи граде се генератори, модулатори, временски релеји, прагови и многи други чворови разне електроничке опреме, чија је разноликост ограничена само маштом и креативним приступом инжењера и програмера.

Примери задатака које треба решити су: функција враћања дигиталног сигнала искривљеног у комуникацијским линијама, брбљајући филтери, пребацивање напајања, прекидача за искључивање у системима аутоматске контроле, ПВМ контролери, тајмери ​​и још много тога.

Додатни материјали о чипу НЕ555:

555 Интегрисани тајмер - Путовање кроз листу података

555 интегрисани тајмер дизајни

Блок за заштиту од цурења воде

ПВМ - контролер заснован на НЕ555 интегрисаном тајмеру за затамњење ЛЕД

Оперативно појачало уА741

уА741 је оперативно појачало засновано на биполарним транзисторима. Ово оперативно појачало друге генерације, које је 1968. године развио Фаирцхилд Семицондуцтор инжењер Давид Фуллагар, модификација је оперативног појачала ЛМ101, за који је био потребан кондензатор за корекцију спољне фреквенције. По уА741, спољни кондензатор више није потребан, јер се овде одмах инсталира на сам чип.

Карактеристике уА741 су биле савршене за то време, а лакоћа чипа допринела је широкој употреби. Тако је уА741 постао универзално стандардно оперативно појачало, а до данас његове аналоге производе многи произвођачи микроелектронских компоненти, на пример: АД741, ЛМ741 и домаћи аналогни - К140УД7. Ова микро круга су доступна и у ДИП и чиповима.

У срцу оперативних појачала је исти принцип, разлике су само у структури. Оперативни појачивачи друге и наредне генерације укључују следеће функционалне блокове:

• Улазни степен је диференцијално појачало које пружа појачање при великој улазној импеданцији и при ниском нивоу буке.

• Појачавач високог напона, фреквенцијски одзив се смањује као код једнополног нископропусног филтра. Ово није разлика, једини излаз.

• Излазна фаза (појачало), која даје високу носивост, низак излазни отпор и пружа заштиту од кратког споја и ограничења излазне струје.

Интегрисани кондензатор од 30 пФ пружа негативну повратну везу зависну од фреквенције која повећава стабилност оперативног појачала при раду са спољним повратним информацијама. Ово је такозвана Миллерова компензација, која функционише готово као интегратор изграђен на оперативном појачалу. Надокнада фреквенције даје безусловну стабилност оперативног појачала у широком распону услова и тиме поједностављује његову употребу у широком спектру електронских уређаја.

У излазном ступњу уА741 налази се отпорник с отпором 25 охма, који служи као сензор струје. Заједно са транзистором К17, овај отпорник ограничава струју пратилаца К14 на око 25 мА. У доњем краку излазне фазе пусх-пулл, ограничавање струје кроз транзистор К20 врши мерење струје кроз емитер транзистора К19 и накнадно ограничавање струје која тече до базе К15. У модернијим модификацијама уА741 кола могу се користити методе за ограничавање излазне струје које су мало другачије од описаних овде.

Чип има два Оффсет излаза за балансирање, што вам омогућава да подесите улазну пристраност оперативног појачала на тачно нулу. У ту сврху се може користити спољни потенциометар. Напон напајања микро круга може да достигне од -18 до + -22 волти, зависно од модификације, међутим, препоручени опсег је од + -5 до + -15 волти.

Погледајте и ову тему:

Шта су оперативни појачивачи

Повратне информације оперативног кола појачала

Повратне везе Оперативни склопови појачала

Подесиви регулатор напона ТЛ431

ТЛ431 лансирао је Текас Инструментс 1978, и позициониран је као прецизно подесив регулатор напона. Претходна верзија је била мање прецизан ТЛ430 чип. Данас ТЛ431 производе многи произвођачи под ознакама: ЛМ431, КА431, и његов домаћи колега - КР142ЕН19А.

ТЛ431 је у основи контролисана зенер диода, која се често налази у тро-пинском ТО-92 пакету. Овај чип можда се може видети на плочи било ког од модерних пребацивање напајањабарем - у шеми галванске изолације секундарних кола.

Микроцирку је сасвим једноставно регулисано: када се напону на контролну електроду доведе напонски праг од 2,5 волта, унутрашњи транзистор, који врши функцију зенер диоде, прелази у проводничко стање.

Значење налаза очигледно је из дијаграма тока:

• Први закључак је контролна електрода.

• Други закључак - носи функцију аноде зенер диоде.

• Трећи закључак - игра улогу катоде зенер диоде.

Радни напон на катоди може бити у опсегу од 2,5 до 36 В, а струја у проводном стању не сме бити већа од 100 мА, док контролна струја не прелази 4 μА. Интерни напон има номиналну вредност 2,5 волта.

Микроцирку је лако конфигурирати и користити да је већ нашао најширу примјену у разним електроничким уређајима, почевши од пребацивања напајања, гдје традиционално дјелује заједно с оптопарником, завршавајући сензорима свјетла и температуре.

Данас је тешко пронаћи кућански апарат где год да се налази ТЛ431, управо из тог разлога је овај чип доступан у многим различитим случајевима. Стога је ТЛ431 одличан за изградњу кругова повратних информација у потпуно различитим аспектима овог концепта.

Примери употребе чипова ТЛ431:

Једноставан регулатор температуре

Индикатори и сигнални уређаји на подесивој зенер диоди ТЛ431

Аналогни компаратор ЛМ311

Аналогни компаратор ЛМ311 производи Натионал Семицондуцтор од 1973 (од 23. септембра 2011, компанија је званично део компаније Текас Инструментс). Домаћи аналог овог компаратора је КР554ЦА3.

Овај интегрисани компаратор напона карактерише врло мала улазна струја (150 нА). Дизајниран је специјално за употребу у широком распону напајања: од стандардних + - 15В до униполарних + 5В, традиционалних за дигиталну логику. Излаз компаратора је компатибилан са нивоима ТТЛ, РТЛ, ДТЛ и МОС.

Његов излазни степен с отвореним колектором омогућава вам директно пуњење излаза на релеј или жаруљу са жарном нити, и пребацивање струје до 50 мА на напон до 50 В. Потрошња енергије микро круга износи само 135 мВ с напоном од +15 В. Приказани су подаци на компаратору ЛМ311 многе типичне шеме његових примена.

Микрокрута садржи 20 отпорника, 22 биполарна транзистора, 1 транзистор са ефектом поља и 2 диоде. Улаз и излаз ЛМ311 могу бити изолирани од масе круга тако да излазни круг микроцирке дјелује на уземљено оптерећење или на оптерећење повезано с негативним или позитивним половом извора напајања.

У компарацијском кругу постоје могућности балансирања помака и закретања, а излази неколико ЛМ311 могу се повезати помоћу жичног ИЛИ круга. Вероватноћа лажних позитивних резултата за овај чип је врло мала.

Додатни материјали о овој теми:

Како функционише аналогни компаратор

Упоредни склопови

Термостат за подрум на компаратору ЛМ311