“Standart” bileşenler…?

Sınıfta birkaç farklı devre tasarlıyoruz ve bazı diyotlar ve opamp'ler kullanıyor. Kağıt üzerinde her şey yolunda ve her şey mantıklı. Bunlar sadece bir "diyot" veya "opamp" olarak kabul edilir.

Sonra pspice üzerinde bir simülasyon yaptım. Ancak hangi diyot veya opamp seçtiğime bağlı olarak aldığım sonuçlar tamamen farklıydı. Burada bileşen listesinde birçok opamp ve diyot arasından seçim yapabilirsiniz.

Şimdiye kadar sadece bir diyotun bir diyot veya opamp'ın bir opamp olduğunu düşündüm çünkü onlarda daha fazla ayrıntı yoktu. Her şeyin çalışmasını sağlamak için doğru değer bileşenini seçmek zorunda olduğunuz bir direnç veya kapasitör gibi bir şey yok.

İnsanların "opamp kullan" dediklerinde, genel olan standart bir ortak / spesifik opamp olduğunu merak ediyordum.

Diyotlarla aynı. Her koşulda kullanılan standart bir diyot var mı? Aksi belirtilmedikçe.

Bunu düşündükten sonra ... transistörler de ne?

Birisi "diyot", "op-amp" dediğinde hemen düşündüğüm türler ...

• Op-amp: LM741 . Piyasadaki ilk "kullanımı kolay" op-amp IC.
• Diyot: 1N4001 . Genel amaçlı silikon diyot iyi 50V engelleme gerilimi ve 1 amper akım. 1N4002, 1N4003 vb. Daha yüksek voltaj oranlarına sahip benzer diyotlardır.
• Transistör: 2N2222 . NPN bipolar eklem transistörü. 2N2907, görünüşe göre PNP eşdeğeri.
• (Doğrusal) Voltaj regülatörü: LM78xx serisi, yani 5 V için LM7805, 12 V için LM7812
• Dijital mantık, yani NAND kapıları vb.: 7400 serisi ve 4000 serisi .

Bunlar son derece yaygın, temel parçalardır. Bir hobi mağazasına girip başka bir şey belirtmeden yüz transistör istediyseniz, muhtemelen bir çanta 2N2222 alırsınız.

Bu, bu parçaların her şey için yararlı olduğu anlamına gelmez - voltaj, akım, hız, doğruluk vb. Ancak bir SPICE simülasyonu için bir tür bileşen seçmek zorunda kalırsanız , bunlar iyi çalışır.

Düzenleme: Başvuru için, CircuitLab almak "varsayılan bölümleri" şunlardır:

• Op-amp TL081
• Diyot 1N4148
• Zener diyot 1N4733A
• NPN BJT 2N3904
• PNP BJT 2N3906
• N kanallı MOSFET IRF530
• P-kanallı MOSFET IRF9530
• N kanallı JFET J310
• P-kanalı JFET J271

Yayınlanmış örnek devrelerde birbirinin yerine kullanılan "evrensel" küçük sinyal transistörlerinin ve diyotların listesi için bkz. TUP TUN DUS DUG ( örn. )

Elektor Magazine tarafından TUP TUN DUS DUG ifadesini kullanan orijinal bir sayfanın taranması için bir bağlantı . Bugün neredeyse hiç kullanmıyorlar (ve bazı parçalar eskimiş olabilir), ancak hala geçerli bir kavram ve nereden geldiğini bilmek güzel. Bugün bir tasarım planlıyorsanız, ikinci kaynak kısımları göz önünde bulundurarak, aslında aynı şeyi yapıyorsunuz.

İnsanların "ortak" veya "temel" transistör olarak düşündükleri genellikle bir NPN küçük sinyalli BJT'dir, ancak kesin tip yer yer ve zaman içinde değişir. Ara sıra bir hobisi olarak BC108'i sonra BC547'yi kullanıyordum ama ucuz bir şey satın alırdım ( örneğin ) ve 2N3704'ü görmeye ve kabloları yanlış sırayla BC547'ye çevirmeye alışkınım.

Eşdeğer bir "evrensel" küçük sinyalli MOSFET yok mu?

Karşılaştırma olarak, 1N4148, örneklerde çok daha düzgün bir şekilde bulunur.

Görünüşe göre artık iyi bir seçim olmasa da 741 opamp benzer bir pozisyona sahip gibi görünüyor.

Jenerik (standart yerine) op amp, diyot, transistör vb. Söz konusu olduğunda, voltaj aralığı, güç tüketimi, çalışma hızı vb.

Örneğin. Eğer 'op amp' alırsanız, bir cihazın iki girişe (evirici ve evirici olmayan) sahip olmasını, yüksek açık döngü kazancına sahip olmasını, yüksek empedans girişlerine ve düşük empedans çıkışına sahip olmasını beklersiniz. Ayrıca, ters çeviren / ters çevirmeyen amplifikatör, entegratör / farklılaştırıcı, karşılaştırıcı vb.Gibi 'standart devrelerde' öngörülebilir şekilde çalışmasını beklersiniz.

Başka bir deyişle, hemen hemen her op amp, yedek bir fiş olarak kullanılabilir ve hala çalışır.

Belirli uygulamalar için, çıkışın tam aralığa sahip olması ya da frekans bant genişliğinin yüksek bir değere sahip olması ya da düşük bir tek besleme voltajı kullanılabilmesi önemli olabilir. Bu durumda devrede kullanılacak cihaz tipini belirtirsiniz.

Jenerik diyotlar, AC sinyallerini tespit etmek için kullanılan küçük sinyal tipleridir veya doğrultucu tipleridir - güç kaynağı AC / DC dönüşümü için kullanılır. Burada bile genellikle Silikon veya Germanyum tipini belirtmeniz gerekir.

Spesifik diyotlar voltaj, akım, frekans, yapı vb.

Genel transistörler - (NPN veya PNP) başlangıçta güç derecesine göre sıralanır - küçük sinyal, orta güç veya yüksek güç. Küçük bir sinyal türü için kazancın en az 100 olacağı ve yüksek güç türünün yaklaşık 10 kazancı olacağı varsayılacaktır. Tipik bir küçük sinyal (NPN) türü 2N2222 olabilir.

Elbette belirli devreler için voltaj değerlerini, frekans aralığını vb.

Aradığınız genel, standart bileşen türleri daha kesin olarak "ideal diyot" ve "ideal opamp" olarak adlandırılır. İdeal Bileşenler gerçek elektrik bileşenlerini temsil etmek için kullanılabilir ve gerçek dünyada mevcut değildir. Analitik denklemler ve sezgi daha gerçekçi modeller yerine idealize edilmiş bileşenler kullanılarak büyük ölçüde basitleştirilir. Devreleri ideal düzeyde tartışırken veya simüle ederken, akla gelen belirli bir cihaz veya model numarası olmamalıdır. İnsanlar teorik bir ortamda "bir opamp kullan" dediğinde, genellikle ideal bir opamp'den bahsederler. "İdeal opamp" dediğimizde anlamı budur:

İdeal opamplar

İdeal bir opamp genellikle aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• Sonsuz açık döngü kazancı
• Çıkışta sonsuz voltaj aralığı
• Sıfır faz kayması ve sonsuz dönüş hızı ile sonsuz bant genişliği
• Sonsuz giriş empedansı ve sıfır giriş akımı ve sıfır giriş ofset gerilimi
• Sıfır çıkış empedansı
• Sıfır gürültü
• Sonsuz Ortak mod reddetme oranı (CMRR)
• Sonsuz Güç kaynağı reddetme oranı.

Bu idealler iki "altın kural" ile özetlenebilir:

1. Çıkış, girişler arasındaki voltaj farkını sıfırlamak için ne gerekiyorsa yapmaya çalışır.
2. Girişler akım çekmiyor.

İlk kural sadece op-amp'in kapalı döngü tasarımında kullanıldığı olağan durumda geçerlidir (negatif geri besleme, çıkıştan eviren girişine bir tür geri besleme sinyal yolu vardır). Bu kurallar genellikle op-amp devrelerinin analizi veya tasarımı için iyi bir ilk yaklaşım olarak kullanılır.

Bu ideallerin hiçbiri mükemmel bir şekilde gerçekleştirilemez. Gerçek bir op-amp, op-amp modelindeki eşdeğer dirençler ve kapasitörler kullanılarak sonsuz olmayan veya sıfır olmayan parametrelerle modellenebilir. Tasarımcı daha sonra bu etkileri son devrenin genel performansına dahil edebilir. Bazı parametrelerin nihai tasarım üzerinde ihmal edilebilir bir etkisi olduğu ortaya çıkarken, diğerleri de değerlendirilmesi gereken nihai performansın gerçek sınırlamalarını temsil eder.

Bu şema, bazı dirençli ideal olmayan parametreleri modelleyen bir işlemsel yükselticinin eşdeğer devresini göstermektedir. Yukarıdaki ideal opamp özelliklerinden, ideal bir opamp aşağıdakilere sahip olacaktır:

• $R_{in} = \infty$
• $R_{out} = 0$

PSPICE gibi bir araç kullanıyorsanız, genellikle ideal bir opamp modeli vardır (belki OPAMP). Değilse, idealize edilmiş bileşenleri kullanarak bir tane oluşturmak oldukça basittir. Gerçek op-amp'lerin çeşitli açılardan ideal modelden farklı olduğunu unutmayın.

İdeal devre modelleri ile gerçekçi devre modelleri arasındaki farkı unutmayın. Tüm temel elektronik bileşenler, basitlik için kullanılabilecek bazı ideal modellere sahiptir. Bileşenin bir model numarası varsa, ideal bir bileşen yerine gerçek bir bileşen modellemektedir. Genellikle tasarım araçları jenerik isimle ideal modelleri adlandırır, örneğin "DİRENÇLİ", "KAPASİTÖR", "OPAMP" vb.

Kaynak: Wikipedia'dan diyagram ve açıklayıcı metin.

"Standart" op-amp, diyot veya transistör yoktur.

Yine de "ortak" cihazlar var. Örneğin: 741 op-amp yapılandırması bir tür "klasik" tir.

Her neyse, sonuçlarınızın farklı bileşenler için farklı olması gayet iyi. Fark oranı uyguladığınız devrenin yapılandırmasına bağlıdır. Örneğin: bir op-amp'in açık döngü kazancı, negatif geri besleme ile kapalı döngüde kullanıldığında önemsiz hale gelir.

Analog elektroniğin lisans ve lisansüstü derslerde geliştirilen basitleştirilmiş model ve denklemlere uymadığını keşfettiğimde kendimi hayal kırıklığına uğrattığımı hatırlıyorum. Bu forumda belirli sorular sorun ve topluluk size gerçek zorlukları aşmada yardımcı olacaktır.

Halk "bir op-amp kullanın" dediğinde gerçek op-amp yoksa uygulama sakıncası olmadığını varsayan gizli bir ifade var: -

• Sonsuz kazanç ve dönüş hızı
• Çıktıya sahte faz kayması girişi yok
• Sıfır giriş ofset gerilimi
• Sıfır giriş yanlılığı ve ofset akımları
• Sonsuz giriş empedansı
• Mükemmel ortak mod reddi
• Mükemmel güç kaynağı reddi
• Sıfır akım ve gerilim gürültü üretimi
• Sıfır çıkış empedansı
• Her iki besleme rayına da voltajları çıkıştan sürme yeteneği
• Her iki besleme rayına da voltaj girme yeteneği

Muhtemelen unuttuğum çok daha fazlası var.

Birçok op-amp uygulaması bu şeyleri umursamaz, ancak oldukça düşük gürültü veya oldukça yüksek kazanç ve dönüş hızı vb. Gerektiren birçok op-amp konfigürasyonu vardır. Daha sonra bulmak için veri sayfalarına bakmanın uzun trolünü yapmanız gerekir neye ihtiyacın var. Elbette simülatörler yardımcı olur ve burada bir uygulamanın op-amp A ile çalışacağı, ancak op-amp B ile çalışacağı anlamına gelen varyasyonları ortaya çıkardınız.

Op- amp'ler için biraz daha fazla ödeme yapmak umurumda değil - her zaman varsayılan olarak bir OP4177 dörtlü - düşük ve düşük-orta hızlar için mevcut en iyi dörtlü op-amp. Raydan raya özellikler, orta hız ve düşük voltaj beslemesi istersem AD8606'ya bağlanırım .

Diyotlar için, voltaj derecesi, akım derecesi ve ters toparlanma süreleri genellikle aradığım ilk şeydir, ancak bazı uygulamalarda düşük ileri voltaj düşmeleri nedeniyle schottky'yi seçeceğim.

BJT'ler ve FET'ler op-amplerle aynıdır - birçok parametre vardır, ancak varsayılan küçük sinyalim BJT BC547'dir ve yüksek frekanslar için BFR92'dir.