หน่วยที่ 7 เรื่องไอซีออปแอมป์

ไอซีออปแอมป์Op-Amp IC

ไอซีออปแอมป์ : Op-Amp ออปเปอเรชัน แอมพลฟิ ายเออร์ : Operation Amplifier เป็ นอปุ กรณ์ทใี ช้สําหรับขยายสัญญาณไฟตรง โดยมอี ตั ราขยายสูงมาก ใช้การป้อนกลบั แบบลบไปควบคุมการทาํ งาน วงจรภายใน ประกอบด้วยวงจรขยายทตี ่ออนุกรมกนั 4 ภาคคือวงจรขยายดิฟเฟอเรนเชียลด้านอนิ พทุ วงจรขยายดฟิ เฟอเรนเชียลภาคที 2 วงจรเลือนระดับและวงจรขยายกาํ ลงั ด้านเอ้าท์พทุ ออปแอมป์ เป็ นไอซีทแี ตกต่างจากไอซีลเิ นียร์ทวั ไป คือมขี าอนิ พทุ 2 อนิ พทุ ได้แก่ ขาอนิ เวอร์ตงิ (Inverting) หรือขาลบ (-)กบั ขานอนอนิ เวอร์ติง (Non -Inverting) หรือขาบวก (+) และมขี าเอ้าท์พทุ 1 ขา

บลอ็ กไดอะแกรมของออปแอมป์ +VccInput Hi Input Impedance High Gain Low OutputInput Differential Voltage Impedance Output Output Amplifier Amplifier Amplifier -Vcc1. วงจรขยายผลต่างแรงดนั ทมี อี นิ พทุ อมิ พแี ดนซ์ สูงมาก2. วงจรขยายแรงดันทมี อี ตั ราขยายสูงมาก3. วงจรขยายเอ้าท์พทุ ทมี เี อ้าท์พทุ อมิ พแี ดนซ์ตํามาก

คุณสมบตั ิของออปแอมป์ ในทางอดุ มคติ1. อตั ราขยาย มคี ่าสูงมากเป็ นอนันต์หรืออนิ ฟิ นิตี2. อนิ พทุ อมิ พแี ดนซ์ มคี ่าสูงมากเป็ นอนันต์3. เอ้าท์พทุ อมิ พแี ดนซ์ มคี ่าตํามาก เท่ากบั ศูนย์4. ความกว้างของแบนด์วทิ ธ์ (Bandwidth) ในการขยายสูงมาก5. สามารถขยายสัญญาณได้ทงั สัญญาณไฟสลบั และไฟตรง6. การทาํ งานไม่ขนึ กบั อณุ หภูมิ

สัญลกั ษณ์ของออปแอมป์ +VccInverting Input 2 7 Inverting Input Output 6OutputNon-Inverting Input 3 4 Non-Inverting Input -Vccขา 1 ปรับค่าชดเชย (Nulling Off Set) ขา 6 เอ้าท์พทุ (Output)ขา 2 อนิ เวอร์ตงิ (Inverting) ขา 7 แรงดนั ไฟบวก (+Vcc)ขา 3 นอนอนิ เวอร์ตงิ (Non Inverting)ขา 8 ไม่ใช้งานขา 4 แรงดนั ไฟลบ (-Vcc) (NC : No Connect)ขา 5 ปรับค่าชดเชย (Nulling Off Set)

ลกั ษณะตวั ถังของไอซีออปแอมป์การผลติ หรือตวั ถงั ของออปแอมป์ แบ่งออกได้ 2 ลกั ษณะ คือ 1. แบบตวั ถังโลหะกลม 2. แบบตัวถงั ดปิ (DIP : Dual In Package)5 4 Off Set 6 5 - Vcc Output 7 4 Inverting 3 Non Inverting63 2 Off Set7 2 +Vcc 8 1 NC8 1 NC 9 NC 10ไอซีออปแอมป์ ตวั ถังแบบตวั ถังดปิ (DIP : Dual In Package)

ลกั ษณะการจดั ประเภทวงจรของออปแอมป์ การนําไอซีออปแอมป์ ไปใช้งาน มี 4 ลกั ษณะ คือ 1. Open Loop Amplifier 2. Controlled Gain 3. Closed Loop Mode 4. Unity Gain Amplifier , Voltage Follower

Open Loop Amplifierหมายถงึ อตั ราขยายแบบเปิ ดลูป +VccV1 Vd 2 7V2 3 6 4 -Vcc VO = AOL (V1 - V2) VO VOAOL = (V1 - V2) หรือ AOL = Vd Vd = (V1 - V2)

Controlled Gainมกี ารต่อขาอนิ พทุ และขาเอ้าท์พทุ เข้าด้วยกนั อาจจะต่อผ่านโดยตรงหรือใช้ตวั ต้านทานป้อนกลบั เพือป้องกนั การออสซิเลท(Oscillate) ระหว่าง อนิ พทุ กบั เอ้าท์พทุ Rf RfRi 2 +Vcc Ri 2 +Vcc 7 6 Vo 7 6 VoVi 3 4 34 -Vcc -Vcc ViACL = -RRfi ACL = Vo ACL= 1 + Rf Vi Ri

Closed Loop Mode จะป้อนกลบั (Feed back) โดยใช้ตวั ต้านทาน Rf ทาํ ให้วงจรมเี สถยี รภาพสูงขนึ มสี ัญญาณรบกวนน้อย แต่อตั ราการขยายแรงดันจะลดลง Rf +Vcc Vi 2 7 6 Vo 34 -Vcc Vo = ACLVi

Unity-Gain Amplifier , Voltage Follower วงจรตามแรงดนั หรือโวลท์เตจฟอร์โลเวอร์ แรงดนั เอ้าท์พทุ จะเปลยี นแปลงตามแรงดนั อนิ พทุ ทุกประการ +Vcc 2 7 6 VoVi 3 4 -VccVo = Vi ACL = Vo =1 Vi