Tranzystorowy OP-AMP uA741

|



Zawsze interesowało mnie, co siedzi w środku układów scalonych. Moje ulubione to EPROM-y z okienkiem, przez które widać strukturę krzemową, jednak trzeba by jeszcze mieć jakiś mikroskop :) Producenci zamieszczają w dokumentacjach schematy prostszych układów. Pomysł, by na podstawia tego zrobić własny "układ scalony" jest stary jak świat i nie ma żadnych innych celów jak zaspokojenie własnej ciekawości, bo w praktyce i tak będę wykorzystywał scalone monolity. Kiedy jeszcze uczyłem się obsługi KiCADa zrobiłem coś takiego żeby mieć na czym ćwiczyć i machnąłem sobie uA741. Ostatnimi czasy odkopałem ten projekt, dopracowałem go i jest prawie gotowy. W sumie wystarczy teraz zrobić płytkę i zlutować.



Rozpracowując bebechy popularnego wzmacniacza uA741 poznałem czym jest lustro prądowe i kilka innych typowo tranzystorowych układów-cegiełek. Wyjaśnienie schematu znajdziecie na Wikipedii w części Internal circuitry of 741 type op-amp. Może kiedyś przetłumaczę ten artykuł, jak już zlutuję ten układ.

Moduł prototypowy X3-DIL64

W moim układzie pomiędzy szyny zasilające dałem rezystory R13 i R14 o wartości 100. Jest to najbardziej prymitywny sposób na "stworzenie iluzji" zasilania symetrycznego. Po prostu, podpinamy normalne pojedyncze zasilanie, a dzielnik napięcia z tych rezystorów wytworzy napięcie równe połowie napięcia zasilającego. Teraz umawiamy się, że z tego dzielnika wychodzi napięcie 0V, a na szynach mamy plus połowę napięcia zasilania oraz minus połowę. Proste? Można by to zrobić w bardziej wyrafinowany sposób, np scalakiem ICL7660, ale byłby to przerost formy nad treścią.

Tak wygląda płytka:


Z lewej strony widzicie złączki SIL3, a wszystkie piny każdej złączki są zwarte. Mają służyć do wtykania rezystorów, kabelków sygnałowych czy innych elementów. Dzięki takiemu rozwiązaniu można płytkę stosować jako wygodny ustawiany wzmacniacz w dowolnej konfiguracji. Na obrazku poniżej złączki te powinny wyglądać jak listwy goldpinów z dziurami, a nie wystające piny, ale nie mam takiego modelu, więc dałem piny.

Złączki, wymieniając od góry:
- masa układu, wytworzona dzielnikiem napięcia R13 i R14
- wejście nieodwracające
- wejście odwracające
- wyjście
Złączka ustawiona pionowo na samej górze służy do podłączenia zasilania.

Na górze jest kilka dwupinowych złączek. Służą do podłączenia amperomierza. Podczas normalnej pracy powinny być zwarte zworką.

Elementy elektroniczne, zestawy prototypowe, Arduino

Potencjometrem 10k kompensujemy napięcie niezrównoważenia. W prototypie był przekręcony na maxa w lewo, a napięcie niezrównoważenia jeszcze nie było do końca skompensowane i utrzymywało się na poziomie kilku miliwoltów.

Jest też model 3D:


Prototyp z 20 tranzystorów działa bardzo dobrze:


Gdyby ktoś chciał pliki projektu to piszcie. Nie zamieszczam ich tylko dlatego, że jest to konstrukcja niedokończona i coś może się pozmieniać, ale mogę udostępnić obecną wersję jeżeli ktoś chce.

9 komentarze :

Anonimowy pisze...

robi wrazenie :)

Dominik Leon Bieczyński pisze...

Znam faceta, który projektuje jednostkę arytmetyczno-logiczną 74181 na tranzystorach :) coś koło 600 tranzystorów chyba w niej jest :)

Anonimowy pisze...

ile kosztuje wykonanie takiego ukladu na tranzystorach? obstawiam cos kolo 15 zl

Dominik Leon Bieczyński pisze...

Tranzystory tego typu kupuję po 10gr/szt, więc wychodzi 2,10zł. Razem z kilkoma rezystorami, kondensatorem, pinami i kawałkiem laminatu z odpadów wychodzi ok 3zł :)

Anonimowy pisze...

Układ tak wykonany, nie będzie miał parametrów takich jak wykonany na jednym kawałku krzemu (stąd niezrównowważenie), ale prototypy układów scalonych tak kiedyś powstawały, z tą różnicą że konstruktorzy mieli tranzystory robione "na zamówienie" o takich samych właściwościach jak te w scalaku.
Jeśli interesujesz się jak to się robi polecam książkę Hansa Camenzind'a konstruktora 555 http://www.designinganalogchips.com/
Jak również teksty Robert'a Pease'a

Anonimowy pisze...

Podejrzewam, że nie mierzyłeś hfe każdego tranzystora, a potrafi się ona różnić nawet o 50 w tych tranzstorkach.

Pozdrawiam dwiszu

Dominik Leon Bieczyński pisze...

Źle podejrzewasz - miałem 100 sztuk NPN i PNP i wybrałem te z najbardziej zbliżonymi wynikami.

Anonimowy pisze...

W takim razie wszystko ok.

Pozdrawiam dwiszu

Anonimowy pisze...

Na pierwszy rzut oka to troszkę trąca masochizmem ;) No ale za to świetny efekt dydaktyczny. Ciekwe jakby wyglądał stary dobry `51 w technologi " na piechotę " :P Pamiętam jak za starych dobrych czasów składałem na piechotkę poszczególne bramki... Niestety za komuny ciężko było nawet o TTL-ki :) Pozdrawiam ! Oby tak dalej !!!

Prześlij komentarz

Skomentuj!

Sklep Leon Instruments