Efsanevi Analog Cipsler

Modern mikroelektronik bileşenler pazarında sunulan birçok çip arasında, haklı olarak yüksek itibarlarını kazanan gerçek efsaneler var. Bu yazıda, bu tür dört efsanevi analog mikro devreye odaklanacağız: NE555, A741, TL431 ve LM311.

Tümleşik Zamanlayıcı NE555

Analog entegre devre NE555 evrensel bir zamanlayıcıdır. Birçok modern elektronik devrede, sabit zaman özelliklerine sahip tekrarlayan veya tek darbeler üretmek için başarıyla hizmet eder. Çip aslında asenkron RS tetikleyicidahili analog karşılaştırıcılar ve hassas bir voltaj bölücü tarafından kesin olarak tanımlanmış spesifik giriş eşiklerine sahiptir.

Mikro devrenin entegre yapısı 23 transistör, 16 direnç ve 2 diyot içerir. NE555 hala çeşitli paketlerde mevcuttur, ancak DIP-8 ve SO-8 vakalarında en popüler olanıdır ve bu formda birçok tahtada bulunabilir. Yerli üreticiler bu zamanlayıcının analoglarını KR1006VI1 adı altında üretmektedir.

NE555 çipinin tarihi 1970'de, PLL devrelerinde bir uzman olan Amerikan mikroelektronik şirketi Signetics'in bir çalışanı olan Hans Kamensind'in, ekonomik kriz nedeniyle frekansı voltajdan bağımsız olan bir PLL ile hata ayıklamasıyla başladı.

Bu gelişme daha sonra NE566 olarak adlandırıldı ve karşılaştırıcılar da dahil olmak üzere gelecekteki NE555 zamanlayıcısının tüm öğelerini içeriyordu. gerilim bölücütetik ve anahtar. Devre, dahili bölücü tarafından ayarlanan genlik ve harici RC devresi tarafından ayarlanan frekans ile üçgen darbeler üretebilir.

Hans Kamensind gelişimini Signetics'e sattı ve daha sonra tek bir puls üreteci olan bekleyen multivibratöre iyileştirmeyi teklif etti. Fikir hemen desteklenmedi, ancak Signetics'in satış müdürü Art Fury, ısrar etti ve proje onaylandı, gelecekteki çip NE555 (SigNEtics'ten NE) olarak adlandırıldı.

Zamanlayıcının iyileştirilmesi ve hata ayıklaması birkaç ay daha sürdü ve son olarak 1971'de, sekiz pinli bir durumda NE555'in satışları 75 sent fiyatla başladı. Bugün, orijinal NE555'in fonksiyonel analogları, neredeyse tüm büyük elektronik bileşen üreticileri tarafından çeşitli bipolar ve CMOS versiyonlarında mevcuttur.

Şimdi NE555 entegre zamanlayıcısının sonuçlarının amacını düşünün, bu okuyucuya bu çipin hem uzmanlar hem de amatör radyo meraklıları arasında neden büyük bir popülerlik kazandığını anlamasını sağlayacaktır.

• İlk sonuç dünyadır. Güç kaynağının negatif kablosuna bağlanır.

• İkinci sonuç tetikleyicidir. Bu pimdeki voltaj, besleme voltajının 1 / 3'ünden düşük olduğunda, zamanlayıcı başlar. Aynı zamanda, bu giriş tarafından tüketilen akım 500 nA'yı geçmez.

• Üçüncü sonuç çıkış yoludur. Zamanlayıcı açıkken, bu terminaldeki voltaj besleme voltajından 1,7 volt daha azdır ve bu terminalin maksimum akımı 200 mA'ya ulaşır.

• Dördüncü sonuç sıfırlanır. Bu çıkışa 0,7 volt'un altında bir düşük seviye voltajı sağlandığında, mikro devre orijinal durumuna geri döner. Devredeki çalışma sırasında sıfırlama gerekli değilse, bu çıkış basitçe mikro devrenin güç kaynağının artısına bağlanır.

• Beşinci sonuç kontroldür. Bu çıkış referans voltajı altındadır ve ilk karşılaştırıcının ters girişine bağlanır.

• Altıncı sonuç eşik, dur. Bu çıkışa besleme voltajının 2 / 3'ünden daha yüksek bir voltaj verildiğinde, zamanlayıcı durur ve çıkışı durgun bir duruma getirilir.

• Yedinci sonuç taburculuktur. Mikro devrenin çıkış seviyesi düşük olduğunda, mikro devrenin içindeki bu pim toprağa bağlanır ve mikro devrenin çıkışı yüksek olduğunda, bu pim topraktan ayrılır. Bu pim 200 mA'ya kadar olan akımlara dayanabilir.

• Sekizinci sonuç beslenmedir. Bu pim, voltajı 4.5 ila 16 volt arasında olabilen mikro devrenin güç kaynağının pozitif kablosuna bağlanır.

NE555 çip, çok yönlülüğü nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Temel olarak, jeneratörler, modülatörler, zaman röleleri, eşik cihazları ve çeşitli elektronik ekipmanların diğer birçok düğümü inşa edilir, bunların çeşitliliği sadece mühendislerin ve geliştiricilerin hayal gücü ve yaratıcı yaklaşımı ile sınırlıdır.

Çözülmesi gereken görevlere örnekler şunlardır: iletişim hatlarında bozuk dijital sinyalin geri yüklenmesi, geveze filtreler, anahtarlama güç kaynakları, otomatik kontrol sistemlerinde açma-kapama kontrolörleri, PWM kontrolörleri, zamanlayıcılar ve daha fazlası.

Çip hakkında ek malzemeler NE555:

555 Tümleşik Zamanlayıcı - Veri sayfasından geçme

555 Tümleşik Zamanlayıcı Tasarımları

Su kaçağı koruma bloğu

PWM - karartma LED'leri için NE555 entegre zamanlayıcıya dayalı kontrolör

İşlemsel yükselteç uA741

uA741, bipolar transistörlere dayanan işlevsel bir amplifikatördür. Fairchild Semiconductor mühendisi David Fullagar tarafından 1968'de geliştirilen bu ikinci nesil operasyonel amplifikatör, harici frekans düzeltme kapasitörü gerektiren LM101 operasyonel amplifikatörün bir modifikasyonudur. UA741'e göre, harici bir kapasitör artık gerekli değildi, çünkü burada hemen çipin üzerine monte edildi.

UA741'in özellikleri o zaman için mükemmeldi ve mikro devrenin kullanım kolaylığı, yaygın kullanımına katkıda bulundu. Böylece uA741 evrensel bir standart operasyonel amplifikatör haline geldi ve bugüne kadar analogları birçok mikroelektronik bileşen üreticisi tarafından üretiliyor, örneğin: AD741, LM741 ve yerli analog - K140UD7. Bu mikro devreler hem DIP hem de yonga paketlerinde mevcuttur.

İşlemsel yükselteçlerin kalbinde aynı prensip vardır, farklılıklar sadece yapıdadır. İkinci ve gelecek nesillerin operasyonel amplifikatörleri aşağıdaki fonksiyonel blokları içerir:

• Giriş aşaması, yüksek giriş empedansında ve düşük gürültü seviyesinde amplifikasyon sağlayan diferansiyel amplifikatördür.

• Yüksek voltajlı amplifikatör, tek kutuplu alçak geçiren bir filtrede olduğu gibi frekans yanıtı azalır. Bu bir fark değil, tek çıkış yolu.

• Yüksek yük kapasitesi, düşük çıkış direnci ve kısa devreye karşı koruma ve çıkış akımının sınırlandırılmasını sağlayan çıkış kademesi (amplifikatör).

Entegre 30 pF kapasitör, harici geri besleme ile çalışırken işlemsel amplifikatörün stabilitesini artıran frekansa bağlı negatif geri besleme sağlar. Bu, neredeyse operasyonel bir amplifikatör üzerine inşa edilmiş bir entegratör gibi çalışan Miller telafisidir. Frekans telafisi, operasyonel amplifikatöre çok çeşitli koşullarda koşulsuz kararlılık kazandırır ve böylece çok çeşitli elektronik cihazlarda kullanımını kolaylaştırır.

Çıkış safhasında uA741, akım sensörü olarak işlev gören 25 ohm'luk bir dirence sahip bir direnç vardır. Transistör Q17 ile birlikte, bu direnç, verici takipçisi Q14'ün akımını yaklaşık 25 mA ile sınırlar. Push-pull çıkış aşamasının alt kolunda, Q20 transistöründen akım sınırlaması şu şekilde gerçekleştirilir: akım ölçümü transistörün Q19 vericisi ve Q15'in tabanına akan akımın müteakip sınırlaması yoluyla. UA741 devresinin daha modern modifikasyonlarında, burada tarif edilenden biraz farklı olan çıkış akımını sınırlama yöntemleri kullanılabilir.

Çipin dengeleme için iki Ofset pimi vardır, bu da işlemsel yükselticinin giriş yanlılığını tam olarak sıfıra ayarlamanıza izin verir. Bu amaç için harici bir potansiyometre kullanılabilir. Mikro devrenin besleme voltajı modifikasyona bağlı olarak + -18 ila + -22 volt'a ulaşabilir, ancak önerilen aralık + -5 ila + -15 volt arasındadır.

Ayrıca bu konuya bakın:

İşlemsel yükselteçler nedir

Geribesleme işlemsel kuvvetlendirici devresi

Geribesleme İşlemsel Yükselteç Devreleri

Ayarlanabilir voltaj regülatörü TL431

TL431, Texas Instruments tarafından 1978 yılında piyasaya sürüldü ve hassas ayarlanabilir voltaj regülatörü olarak konumlandırıldı. Önceki sürüm daha az hassas bir TL430 yongasıydı. Bugün TL431, LM431, KA431 ve yerel muadili KR142EN19A markası altında birçok üretici tarafından üretilmektedir.

TL431 aslında üç pimli TO-92 paketinde bulunan kontrollü bir zener diyottur. Bu çip, belki de herhangi bir modern anahtarlama güç kaynakları, en azından - ikincil devrelerin galvanik izolasyon şemasında.

Mikro devre oldukça basit bir şekilde düzenlenir: kontrol elektroduna 2.5 voltluk bir eşik voltajının üzerinde bir voltaj verildiğinde, bir zener diyotun işlevini yerine getiren dahili transistör iletken duruma geçer.

Bulguların anlamı akış şemasında açıktır:

• İlk sonuç kontrol elektrodudur.

• İkinci sonuç - zener diyotunun anotunun işlevini taşır.

• Üçüncü sonuç - zener diyotunun katodunun rolünü oynar.

Katottaki çalışma voltajı 2,5 ila 36 volt arasında olabilir ve kontrol durumundaki akım 100 mA'yı aşmamalıdır, kontrol akımı 4 μA'yı aşmamalıdır. Dahili voltaj referansının nominal değeri 2,5 volttur.

Mikrodevrenin yapılandırılması ve kullanımı o kadar kolaydır ki, çeşitli elektronik cihazlarda, geleneksel olarak bir optokuplör ile birlikte çalıştığı, ışık ve sıcaklık sensörleri ile biten güç kaynaklarından başlayarak en geniş uygulamayı bulmuştur.

Bugün TL431'in olduğu yerde bir ev aleti bulmak zordur, bu nedenle bu çip birçok farklı durumda mevcuttur. Bu nedenle TL431, bu kavramın tamamen farklı yönlerinde geri bildirim devreleri oluşturmak için harikadır.

Çip Kullanım Örnekleri TL431:

Basit sıcaklık kontrolörü

Ayarlanabilir zener diyotlu göstergeler ve sinyal cihazları TL431

Analog Karşılaştırıcı LM311

LM311 analog karşılaştırıcısı National Semiconductor tarafından 1973'ten beri üretilmektedir (23 Eylül 2011'den beri şirket resmi olarak Texas Instruments'ın bir parçası olmuştur). Bu karşılaştırıcının yerli analogu KR554CA3'tür.

Bu entegre voltaj karşılaştırıcısı, çok küçük bir giriş akımı (150 nA) ile karakterizedir. Çok çeşitli besleme gerilimlerinde kullanım için özel olarak tasarlanmıştır: standart + - 15V'den tek kutuplu + 5V'ye, dijital mantık için geleneksel. Karşılaştırıcı çıkışı TTL, RTL, DTL ve MOS seviyeleri ile uyumludur.

Açık kollektörlü çıkış kademesi, çıkışı doğrudan bir röleye veya akkor lambaya yüklemenizi ve 50 V'a kadar olan akımı 50 V'a kadar bir voltajda değiştirmenizi sağlar. Mikro devrenin güç tüketimi + -15 V'luk bir voltajla sadece 135 mW'dir. uygulamalarının birçok tipik şeması.

Mikro devre 20 direnç, 22 bipolar transistör, 1 alan etkili transistör ve 2 diyot içerir. LM311 giriş ve çıkışı devre devresinden izole edilebilir, böylece mikro devrenin çıkış devresi topraklanmış bir yükte veya güç kaynağının negatif veya pozitif kutbuna bağlı bir yük üzerinde çalışır.

Karşılaştırma devresinde, vites değiştirme ile kapıyı dengeleme olanakları vardır ve birkaç LM311'in çıkışları kablolu bir OR devresi kullanılarak bağlanabilir. Bu çip için yanlış pozitif olasılığı çok düşüktür.

Bu konuyla ilgili ek malzemeler:

Analog karşılaştırıcı nasıl düzenlenir ve çalışır

Karşılaştırıcı devreleri

LM311 karşılaştırıcısında kiler için termostat