Was ist der wahre Stromkreis hinter einem Opamp?

Also, EE-Student im ersten Jahr, und ich habe gerade etwas über Operationsverstärker gelernt. Ich verstehe das ideale Modell und weiß, wie man sie analysiert, und verstehe die Idee dahinter / die Schaltung, die uns gezeigt wurde und die in ihnen steckt. Außer, das ist nicht die wirkliche Schaltung, sie hat eine abhängige Quelle. Meine Frage ist, was ist eigentlich in einem Operationsverstärker? Was würden wir sehen, wenn wir die abhängige Quelle durch echte Quellen ersetzen würden? (Ich denke, das ist auch eher eine Frage zu "Was sind eigentlich abhängige Quellen?"). Ich habe überall gesucht und finde immer die gleiche Antwort: "Abhängige Quellen sind nützliche Werkzeuge, um eine Schaltung zu modellieren." Aber was ist das eigentlich?

Hier ist ein Bausatz für 35 US-Dollar , der einem 741-Operationsverstärker mit diskreten 13 2N3904- und 7 2N3906-Transistoren entspricht. Es hat acht Bindungspfosten, die die acht Stifte des Geräts darstellen.

Hier ist ein Link zum Datenblatt, das den Schaltplan für das Kit (siehe unten) und eine Stückliste enthält.

Vergleichen Sie das mit einem "echten" 741 aus dem TI-Datenblatt :

Sie sind bis auf die Widerstandswerte nahezu gleich.

Es gibt auch ein 11-seitiges "Principles of Operation", das ausführlich erklärt, wie es funktioniert. Und schließlich haben sie ein Wiki .

" Abhängige Quellen sind nützliche Werkzeuge, um eine Schaltung zu modellieren. Aber was sind sie wirklich? "

In Bezug auf "abhängige Quellen": Wir unterscheiden zwischen vier verschiedenen steuerbaren (abhängigen) Quellen:

Spannungsgesteuerte Spannungsquelle (VCVS), stromgesteuerte Spannungsquelle (CCVS), spannungsgesteuerte Stromquelle (VCCS) und stromgesteuerte Stromquelle (CCCS).

Beispiele:

• Transistoren (Bipolar und FET): VCCS

• Operationsverstärker: VCVS

• Operations-Transkonduktanzverstärker (OTA): VCCS

• Stromförderer (zweite Generation, CCII): CCCS.

In der Realität sind alle abhängigen Quellen nicht ideal (endliche Eingangs- und Ausgangsimpedanzen, frequenzabhängig). Das heißt: Real abhängige Quellen können mit idealen abhängigen Quellen in Verbindung mit "parasitären" Elementen (Widerständen, Kondensatoren) modelliert werden

Andere Antworten haben vorgeschlagen, die Implementierung von echten Operationsverstärkern wie dem 741 zu untersuchen. Unter dem Gesichtspunkt, wie diese funktionieren, ist es jedoch am besten, mit einem vereinfachten System zu beginnen. Der Kern eines Operationsverstärkers ist ein Long-Tail-Paar . Dies kann unabhängig vom Rest eines Operationsverstärkers aufgebaut und betrieben oder analysiert werden und liefert die grundlegenden Grundlagen dessen, was ein Operationsverstärker ist. Beachten Sie beim Betrachten des 741-Schaltplans, dass die Transistorpaare (Q1, Q3) und (Q2, Q4) die einzelnen Transistoren Q1 und Q2 im Diagramm auf Wikipedia ersetzen. Die Widerstände in der Wikipedia-Schaltung sind mit Transistoren versehen, damit das Verhalten dieses Kernverstärkers optimiert werden kann. Der Rest der 741-Schaltung dient im Wesentlichen der Verbesserung des Ansprechverhaltens dieses Verstärkers (Entfernen von Offsets, Erhöhen der Verstärkung, Verbessern des Frequenzgangs usw.) und ist für die Ausführung der grundlegenden Aufgaben nicht unbedingt erforderlich.

Suchen Sie nach 'LM709 Schaltplan' oder 'LM 741 Schaltplan'. Diese waren einige der ersten verfügbaren Opamps und haben einigermaßen einfache Schaltpläne. Moderne Operationsverstärker basieren auf ähnlichen Prinzipien, haben jedoch im Allgemeinen komplexere Schaltungen (da Transistoren jetzt viel billiger sind und die Leistungsanforderungen immer höher werden).

Auf den Websites der Chiphersteller finden Sie möglicherweise umfangreiche Dokumentationen zu den meisten ICs, einschließlich der Opamps, die Sie tatsächlich in Ihrem Elektroniklabor verwenden. Eine solche Dokumentation enthält häufig die schematische Darstellung. Besonders für Opamp-Chips.