Operationsverstärkerschaltung

Operationsverstärker oder Op Amp, wie sie sindIm Allgemeinen werden lineare Gleichstromverstärker genannt. Ein Operationsverstärker ist ein Gerät mit drei Anschlüssen, eines als invertierender Anschluss, ein nicht invertierender Anschluss und der andere als Ausgangsanschluss.
Unten sehen Sie eine Pin-Diagramm eines typischen Operationsverstärkers.

Ein idealer Operationsverstärker hat folgende Eigenschaften:

• Eine unendliche Open-Loop-Spannungsverstärkung.
• Unbegrenzte Eingangsimpedanz.
• Null Ausgangsimpedanz.
• Unbegrenztes Gleichtaktunterdrückungsverhältnis.
• Unbegrenzte Bandbreite.
• Nulloffsetspannung.

Echte Operationsverstärker haben jedoch etwas andere Eigenschaften als oben angegeben. Weitere Informationen zu den Eigenschaften von Operationsverstärkern finden Sie in anderen Artikeln, die wir geschrieben haben.
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die interne Schaltung eines Operationsverstärker-IC. Parallel dazu lernen wir auch die Wechselstrom-Ersatzschaltung eines Operationsverstärkers kennen.

Pin-Diagramm eines Operationsverstärker-IC

Der Operationsverstärker-IC, über den wir hier sprechen werden, ist IC 741. Es ist ein 8-Pin-IC. Die Pin-Konfiguration des IC 741 ist unten angegeben

PIN 1 - Offset Null
PIN 2 - Eingang invertieren
PIN 3 - nicht invertierender Eingang
PIN 4 - negative Spannungsversorgung
PIN 5 - Offset Null
PIN 6 - Ausgabe
PIN 7 - positive Spannungsversorgung
PIN 8 - nicht verbunden

Das interne Schaltbild eines Operationsverstärker-ICs ist unten angegeben:

Wie Sie oben sehen können, die nicht invertierende Klemmeund Offset Null befindet sich links. Die verschiedenen Terminals sind in verschiedenen Farben gekennzeichnet. Der Operationsverstärker ist eine Sammlung von Transistoren und Widerständen, wie Sie auf dem Bild sehen können.
Der Operationsverstärker wird für verschiedene Zwecke verwendet. Der 741 IC kann als verwendet werden

• Adder
• Subtraktor
• Vergleicher
• Spannungsfolger
• Integrator
• Unterscheidungsmerkmal

Hier ist ein Schaltbild eines Operationsverstärker-IC, der als Komparator verwendet wird

Comparator, wie der Name vermuten lässt, vergleicht zweiDinge In diesem Fall werden zwei analoge Signale verglichen. Es gibt ein Spannungssignal, das als Referenz verwendet wird, und ein anderes Signal, das verglichen werden soll. Der Operationsverstärker bestimmt dann, welches der beiden Signale eine größere Stärke hat.

AC-Ersatzschaltung des Operationsverstärkers

Die Ersatzschaltung eines Operationsverstärkers ist die Schaltung, bei der die Parameter des Operationsverstärkers in Form von physikalischen Komponenten dargestellt werden. Eine solche Darstellung ist für Analysezwecke sehr hilfreich.
Die Ersatzschaltung des Operationsverstärkers ist unten angegeben

Schaltungsparameter wie Innenwiderstand, Ausgangswiderstand, Spannungsverstärkung werden alle durch Schaltkreiskomponenten wie R dargestellt_im, R_aus usw.
V₁ - nicht invertierende Eingangsspannung in Bezug auf Masse;
V₂ - Invertieren der Eingangsspannung in Bezug auf Masse;
V_ee - negative Versorgungsspannung;
V_cc - positive Versorgungsspannung;
V_aus - EIN_OLV_d = A_OL(v₁-v₂);
V_d - Differenz zwischen invertierender Spannung und nicht invertierender Spannung;
R_ich - Innenwiderstand des Operationsverstärkers;
R₀ - Ausgangswiderstand des Operationsverstärkers;
EIN_OL - Spannungsverstärkung im offenen Regelkreis.

Wie Sie wissen, ist die Ausgangsspannung direkt proportional zur Differenz zwischen der Eingangsspannung. Die Spannung A_OLV_d ist die äquivalente Spannungsquelle von Thevenin, wohingegen R_O ist der Thevenin-äquivalente Widerstand, wie vom Ausgangsanschluss aus gesehen. Dies ist die AC-Ersatzschaltung eines Operationsverstärkers. Dies ist sehr nützlich für die Analyse verschiedener Operationsverstärkerschaltungen.