O que é um amplificador operacional IC 741: Diagrama de pinos e seu funcionamento

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A forma abreviada do amplificador operacional é op-amp, que é um tipo de IC de estado sólido. O primeiro amplificador operacional foi projetado pela Fairchild Semiconductors no ano de 1963. É o bloco de construção básico do analógico Circuitos eletrônicos que realizam diferentes tipos de tarefas de processamento de sinais analógicos. Esses ICs usam feedback externo para regular suas funções e esses componentes são usados ​​como um dispositivo multiuso em vários instrumentos eletrônicos. É composto por duas entradas e duas saídas, nomeadamente terminais inversores e não inversores. Este IC 741 Op Amp é mais comumente usado em vários circuitos elétricos e eletrônicos. A principal intenção deste 741 op-amp é fortalecer os sinais AC e DC e para operações matemáticas. Vamos ser claros sobre este 741 Op Amp conhecendo suas propriedades, diagrama de pinos, especificações e conceitos relacionados.

O que é IC 741 Op Amp?

O termo amplificador operacional é a forma completa de um amplificador operacional e é um tipo de IC ( circuitos integrados ) Um op-amp é um amplificador de voltagem de alto ganho acoplado a DC com um diferencial i / pe um único o / p. Nessa estrutura, um amplificador operacional gera um potencial o / p que geralmente é muitas vezes maior do que a diferença de potencial entre seus terminais i / p.




Op-Amps tiveram suas raízes em computadores analógicos, onde eram usados ​​para realizar operações matemáticas em vários circuitos lineares, não lineares e dependentes de frequência. A popularidade deste IC como base bloco de construção em circuitos analógicos é devido à sua flexibilidade. Devido às suas características, as características são determinadas por um componente externo e também têm uma ligeira dependência dos coeficientes de temperatura, caso contrário, diferenças de fabricação no próprio IC.

Hoje em dia, os amplificadores operacionais são os circuitos integrados mais comumente usados. O aplicações desses ICs incluem uma grande variedade de dispositivos industriais, científicos e de consumo. O custo dos vários amplificadores operacionais típicos é baixo em um volume de produção razoável, mas alguns amplificadores operacionais integrados híbridos com diferentes condições de desempenho podem custar mais de 100 dólares. Os amplificadores operacionais podem ser embalados como aparelhos ou usados ​​como fundamentos de mais circuitos integrados compostos.



O amplificador operacional é um tipo de amplificador diferencial . Vários tipos de amplificadores diferenciais incluem o amplificador de instrumentação, o amplificador de isolamento, o amplificador de feedback negativo e o amplificador totalmente diferencial. O IC 741 parece um 'pequeno chip'. Mas, é de propósito geral. Você precisa saber informações básicas sobre isso.

O Amplificador operacional IC 741 parece um pequeno chip. A representação de 741 IC op-amp é dada abaixo, que compreende oito pinos. Os pinos mais significativos são 2,3 e 6, onde os pinos 2 e 3 denotam terminais inversores e não inversores, e o pino 6 denota a tensão de saída. A forma triangular no IC significa um circuito integrado op-amp.


A versão atual do chip é indicada pelo famoso amplificador operacional IC 741. A principal função deste IC 741 é fazer operações matemáticas em vários circuitos. O amplificador operacional IC 741 é feito de vários estágios do transistor, que normalmente têm três estágios como diferencial i / p, push-pull o / p e um estágio de ganho intermediário.

Este amplificador operacional pode oferecer uma alta faixa de ganho de voltagem e pode ser feito para funcionar em vários níveis de voltagem e esta funcionalidade permite que o dispositivo seja implementado em vários integradores, tipo de soma de amplificadores e outros. Ainda possui as características de proteção do dispositivo no momento de curto-circuito e possui redes internas de circuito de compensação de frequência. Este IC pode ser fabricado em três formas e essas estão em um pacote SOIC de 8 pinos, pacote Dual-in-line de 8 pinos e em lata de metal TO5-8.

741 DIP e To5

741 DIP e To5

O amplificador operacional IC 741 é usado em dois métodos, como inversor (-) e não inversor (+).

Os amplificadores operacionais diferenciais é composto por um conjunto de FETs ou BJTs. A representação básica deste amplificador operacional é a seguinte:

Diagrama de Pin

O configuração de pinos do amplificador operacional IC 741 é mostrado abaixo. O diagrama op amp 741 pinos e a funcionalidade de cada pino é explicada claramente na seção abaixo.

IC 741 Pin Diagrama

IC 741 Pin Diagrama

Pinos da fonte de alimentação: Pinos 4 e 7

Os pinos 4 e 7 são os terminais de alimentação de tensão negativa e positiva. A energia necessária para o funcionamento do IC é recebida de ambos os pinos. O nível de tensão entre esses pinos pode estar na faixa de 5 a 18V.

Pino de saída: Pino 6

A saída fornecida pelo amplificador operacional IC 741 é recebida deste pino. A tensão de saída que é recebida neste pino é baseada na abordagem de feedback que é usada e o nível de tensão nos pinos de entrada.

Quando o valor da tensão no pino 6 é alto, isso corresponde à tensão de saída semelhante à tensão de alimentação + ve. Da mesma forma, quando o valor da tensão no pino 6 é baixo, isso corresponde a uma tensão de saída semelhante à tensão de alimentação -ve.

Pinos de entrada: pino 2 e pino 3

Esses são os pinos de entrada para o amplificador operacional. O pino 3 é considerado a entrada inversora, enquanto o pino 3 é considerado o pino de entrada não inversora. Quando o valor da tensão no pino 2 >> pino 3 significa que a entrada inversora tem um valor alto de tensão, então o sinal de saída é baixo.

Da mesma forma, quando o valor da tensão no pino 3 >> pino 2, que significa que a entrada não inversora tem um valor alto de tensão, então o sinal de saída é alto.

Pinos nulos de deslocamento: pino 1 e pino 5

Como discutido anteriormente, este amplificador operacional tem um nível aumentado de ganho de voltagem. Por causa disso, mesmo as variações mínimas nas tensões nas entradas de não inversão e inversão que acontecem por causa das anormalidades no procedimento de construção ou outras anomalias mostrarão um impacto na saída.

A fim de superar isso, um valor de deslocamento da tensão a ser aplicada no pino 1 e no pino 5, e isso geralmente realizado por um potenciômetro.

Pino não conectado: Pino 8

É apenas um pino que é usado para preencher o pino vazio no IC 741 Op Amp. Não tem conexão com nenhum dos circuitos internos ou externos.

Funcionamento do IC 741 Op-Amp

Esta seção explica claramente o conceito de esquemático interno e funcionamento do IC 741. Um IC 741 típico é construído com um circuito incluído com 11 resistores e 20 transistores. Todos esses transistores e resistores são assimilados e conectados como um único chip monolítico. Com a imagem retratada abaixo, as conexões internas do componente podem ser facilmente compreendidas.

741 IC Circuito Interno

741 IC Circuito Interno

Aqui, para os transistores, Q1 e Q2, as entradas inversora e não inversora são conectadas correspondentemente. Os transistores Q1 e Q2 funcionam como emissores NPN onde essas saídas são conectadas a um par de transistores Q3 e Q4. Estes Q3 e Q4 operam como amplificadores de base comum. Este tipo de configuração isola as entradas que têm uma conexão com Q3 e Q4 e, assim, elimina a provável realimentação do sinal que pode ocorrer.

As flutuações de tensão que ocorrem nas entradas do amplificador operacional podem mostrar um impacto no fluxo de corrente do circuito interno e também impactar a faixa funcional efetiva de qualquer transistor que esteja no circuito. Então, para evitar que isso aconteça, houve a implementação de dois espelhos atuais. Os pares de transistores (Q8, Q9) e (Q12, Q13) são conectados de forma a formar circuitos de espelho.

Como os transistores Q8 e Q12 são os transistores reguladores, eles definem o nível de tensão na junção EB para seu par correspondente do transistor. Este nível de tensão pode ser regulado com precisão para algumas casas decimais de milivolts e essa precisão permite apenas o fluxo de corrente necessário para o circuito.

Um circuito de espelho desenvolvido por Q8 e Q9 é alimentado para o circuito de entrada, enquanto o outro circuito de espelho desenvolvido por Q12 e Q13 é alimentado para o circuito de saída. Além disso, o outro circuito de espelho que é o terceiro formado por Q10 e Q11 funciona como uma conexão de impedância aumentada entre a alimentação -ve e a entrada. Esta conexão oferece um nível de referência de tensão que não mostra nenhum efeito de carga no circuito de entrada.

O transistor Q6 junto com resistores de 4,5 K e 7,5 K serão desenvolvidos em um circuito de mudança de nível de tensão que diminui o nível de tensão do circuito do amplificador na seção de entrada por Vin antes de ser passado para o próximo circuito. Isso é obtido para eliminar qualquer tipo de variação de sinal na seção do amplificador de saída. Enquanto os transistores Q22, Q15 e Q19 são projetados para funcionar como amplificadores classe A e os transistores Q14, Q20 e Q17 são desenvolvidos como fase de saída do 741 Op Amp.

A fim de remover qualquer tipo de anormalidade na fase de entrada do circuito diferencial, então os transistores Q5, Q6 e Q7 são empregados para formar uma configuração que tem Offset null + ve e -ve e níveis invertendo e não invertendo entradas correspondentemente.

Integrador e diferenciador Op-Amp

As seções abaixo explicam o procedimento experimental de integrador e diferenciador usando a teoria do amplificador operacional IC 741.

Para saber sobre o amplificador operacional funcionando como diferenciador e integrador, precisamos de uma placa de ensaio, resistores de valor (10KΩ, 100KΩ, 1,5KΩ e 150Ω), RPS, um amplificador operacional IC 741, fios para conectar, capacitores de valor (0,01 µF, 0,1 µF), e um osciloscópio (CRO).

741 Integrator

741 Integrator

O circuito integrador usando amplificador operacional é mostrado abaixo. Para formar um circuito integrador e conhecer a saída, a conexão do circuito deve ser feita conforme explicado nas etapas abaixo:

  • Na seção de entrada, aplique uma onda senoidal simétrica tendo uma frequência de 1 kHz e amplitude de 2 V, que é a tensão de pico a pico.
  • Conecte as seções de entrada e saída do circuito ao canal 1 e canal 2 do CRO. Esta conexão permite observar as formas de onda geradas.
  • Trace as formas de onda observadas em um gráfico junto com os valores semelhantes observados no CRO.
  • Em seguida, observe os valores práticos e teóricos. Este tipo de conexão permite que o amplificador operacional IC 741 seja usado como um circuito integrador.

O circuito diferenciador usando amplificador operacional é mostrado abaixo. Para formar um circuito diferenciador e conhecer a saída, a conexão do circuito deve ser feita conforme explicado nas etapas abaixo:

741 IC Differentiator

741 IC Differentiator

  • Na seção de entrada, aplique uma onda triangular simétrica tendo uma frequência de 1 KHz e amplitude de 2 V, que é de pico a pico de voltagem.
  • Conecte as seções de entrada e saída do circuito ao canal 1 e canal 2 do CRO. Esta conexão permite observar as formas de onda geradas.
  • Trace as formas de onda observadas em um gráfico junto com os valores semelhantes observados no CRO.
  • Em seguida, observe os valores práticos e teóricos. Este tipo de conexão permite que o amplificador operacional IC 741 seja usado como um circuito integrador.
Ondas de saída do integrador e diferenciador

Ondas de saída do integrador e diferenciador

Configuração de malha aberta

A abordagem mais fácil para implementar IC 741 Op Amp é funcioná-lo na configuração de malha aberta. O configuração de circuito aberto do IC 741 está nos modos de inversão e não inversão.

Um amplificador op inversor

Em um amplificador operacional IC 741, pino 2 e pino 6 são os pinos de entrada e saída. Quando a tensão é fornecida ao pino 2, podemos obter a saída do pino 6. Se a polaridade do pino-2 i / p é + Ve, então a polaridade que vem do pino 6 o / p é-Ve. Portanto, o o / p é sempre oposto ao i / p.

O diagrama do circuito do amplificador operacional de inversão é mostrado acima e o ganho do circuito do amplificador operacional de inversão é geralmente calculado usando esta fórmula A = Rf / R1

Por exemplo, se Rf é 100 kilo ohm e R1 é 10 kilo ohm, então o ganho seria -100 / 10 = 10. Se a tensão i / p for 2,5v, a tensão o / p seria 2,5 × 10 = 25

Amplificador Op não inversor

Em um amplificador operacional IC 741, o pino 3 e o pino 6 são pinos de entrada e saída. Quando a tensão é fornecida ao pino 3, podemos obter a saída do pino 6. Se a polaridade é + Ve no pino 3 de entrada, então a polaridade que vem do pino 6 o / p também é + Ve. Portanto, o / p não é o oposto.

O diagrama do circuito não inversor é mostrado acima e o ganho desse circuito não inversor é geralmente calculado usando esta fórmula A = 1 + (Rf / R1)

Por exemplo, se Rf é 100 quilo ohm e R1 é 25 quilo ohm, então o ganho seria 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5 Se a tensão i / p for 1, então a tensão o / p seria ser 1X5 = 5v

Diagrama de circuito IC 741 Op-Amp

As aplicações incluem principalmente um somador, comparador, subtrator, seguidor de tensão, integrador e diferenciador. O diagrama de circuito do IC 741 op amp é fornecido abaixo. No circuito seguinte, IC Amplificador operacional 741 é usado como um comparador . Mesmo que o usemos como um comparador, o IC ainda observa os sinais fracos para que possam ser identificados de forma mais simples.

Configuração do pino IC 741

Configuração do pino IC 741

Especificações do IC 741 Op-Amp

As especificações abaixo explicam claramente a funcionalidade operacional e o comportamento do IC 741:

  • Fonte de alimentação: Para o funcionamento deste amplificador operacional, ele requer uma tensão mínima de 5V e pode suportar até 18V.
  • Impedância de entrada: tem uma faixa de cerca de 2 megaohms
  • Impedância de saída: tem uma faixa de cerca de 75 ohms
  • Taxa de variação: Este também é o atributo crucial na escolha do amplificador operacional para uma faixa alta de frequências. Isso é definido como a mudança máxima na tensão de saída / unidade de tempo. SR é medido em volts / µseg e representado como: SR = dVo / dt Com o cálculo da taxa de variação, pode-se simplesmente saber a mudança na saída onde o amplificador operacional varia de acordo com as variações no nível de frequência de entrada. O SR varia com a variação no ganho de tensão e isso geralmente é denominado como ganho de unidade. O valor da taxa de variação para o amplificador operacional é sempre estável. Então, quando as necessidades de inclinação dos valores de saída são maiores do que a taxa de variação, ocorre distorção. Para um amplificador operacional IC 741, a taxa de variação é de 0,5 V / microseg, o que é mínimo. Por causa disso, este IC não é usado para faixas de frequência aumentadas, como em comparadores, filtros e osciladores.
  • Ganho de tensão: O ganho de tensão é 2.00.000 para uma faixa mínima de frequências
  • Faixa de deslocamento de entrada: Este IC 741 Op Amp tem uma faixa de deslocamento de entrada entre 2 - 6 mV
  • Carga de saída: O intervalo recomendado é> 2 Kilo Ohms
  • Resposta transitória: Este é o aspecto crucial empregado para a escolha de um amplificador operacional em múltiplas aplicações. Junto com o feedback de estado estacionário, o op-amp inclui toda a resposta do circuito prático. A seção de feedback em que um valor estável é alcançado antes de receber o valor de saída é denominada resposta transiente. Uma vez que atinge este valor, o valor constante permanece nesse ponto, porque isso é chamado de nível estável. Esta fase estável não é baseada no tempo. Os atributos dessa resposta transitória consistem na porcentagem de overshoot e no tempo de subida. Ele tem uma relação inversa com a largura de banda de ganho unitário do amplificador operacional.

Para que o amplificador operacional funcione como um amplificador de voltagem, são recomendados valores de impedância de entrada aumentada e impedância de saída baixa.

Características do 741 Op-Amp

As características do amplificador operacional IC 741 incluem o seguinte

  • A impedância de entrada do amplificador operacional IC 741 está acima de 100kilo-ohms.
  • O o / p do amplificador operacional 741 IC está abaixo de 100 ohms.
  • A faixa de frequência dos sinais do amplificador para IC 741 op amp é de 0 Hz a 1 MHz.
  • A corrente de deslocamento e a tensão de deslocamento do amplificador operacional IC 741 são baixas
  • O ganho de tensão do IC 741 é de cerca de 2.00.000.

741 Aplicações Op-Amp

Muitos circuitos eletrônicos são construídos com amplificador operacional IC 741, ou seja, seguidor de tensão, conversor analógico para digital , circuito de amostra e retenção, a tensão em corrente e a conversão de corrente em tensão, amplificador somador , etc. As aplicações do amplificador operacional IC 741 incluem o seguinte.

  • Oscilador de frequência de áudio variável usando IC 741 Op Amp
  • IC 741 Op Amp Ripple Ripple Ajustável com base
  • Mistura de áudio para quatro canais usando IC 741 Op Amp
  • IC 741 Op Amp e interruptor automático operado por luz baseado em LDR
  • Medidor de polaridade DC volt usando IC 741 Op-Amp
  • Termômetro de sala eletrônica usando IC 741 Op Amp
  • Escuta de Bug usando IC 741 Op-Amp
  • Amplificador de microfone usando IC 741 Op-Amp
  • Testador IC 741 Op-Amp
  • Esta é a proteção baseada em RPS de curto-circuito
  • Interruptor de toque térmico usando IC 741 Op Amp
  • Conversão de V em F usando IC 741 Op Amp
  • IC 741 Op Amp baseado em geração de som de vento

Infográficos de 741 Op Amp

Sobre IC 741 - O Amplificador Operacional 741

Trata-se do tutorial do IC 741 Op Amp, que inclui os fundamentos do amplificador operacional, diagrama de pinos, diagrama de circuito, especificações, características e suas aplicações. Além disso, qualquer dúvida sobre este conceito ou projetos de 741 op-amp, dê sua opinião comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você. O que é