很简单的问题。为什么不在目标电路或任何人的目标电路中使用 741 运算放大器?不使用它的原因是什么?仍然选择这部分的原因可能是什么?
不使用 741 运算放大器的原因?
不使用 1968 年的 LM741 有很多充分的理由:-
- 推荐的最小电源轨为 +/- 10 伏
- 现代运算放大器的电源电压可低至 1.8 伏。
- 输入电压范围通常为 -Vs + 2 伏至 +Vs - 2 伏
- 可以选择轨到轨的现代运算放大器
- 输入失调电压通常为 1 mV(最大值为 5 mV)
- 现代运算放大器可以很容易地低至几微伏并且具有低漂移。
- 输入失调电流通常为 20 nA(最大 200 nA)
- 现代运算放大器通常小于 100 pA
- 输入偏置电流通常为 80 nA(最大 500 nA)
- 现代运算放大器通常小于 1 nA
- 输入电阻通常为 2 MΩ(最小 300 kΩ)
- 现代输入电阻从数百 MΩ 开始
- 典型输出电压摆幅为 -Vs + 1 伏至 +Vs - 1 伏
- 许多廉价的轨到轨运算放大器在几 mV 内即可供电
- 保证输出电压摆幅为 -Vs + 3 伏至 +Vs - 3 伏
- 电源电流通常为 1.7 mA(最大 2.8 mA)
- 具有这种电流消耗的现代运算放大器在许多其他方面也快十倍并且更好。
- LM348(741 的四通道版本)的噪声为 60 nV/sqrt(Hz)
- GBWP 为 1 MHz,压摆率为 0.5 V/us
LM741A 稍好一些,但在大多数地区仍然是恐龙。
741 数据表似乎未列出的重要事项(可能取决于年龄和制造商):-
- 输入失调电压漂移与温度
- 输入失调电流漂移与温度
- 共模抑制比与频率
- 输出电阻(闭环或开环)
- 相位裕度
- 闩锁的可能性(和增益逆转)
除了“这就是我将拥有或拥有的全部”之外,我想不出任何使用 741 的正当理由。它们仍在实际设备中使用的常见原因似乎是:-
- 有人有一个他们不想从 70 年代改变的设计
- 有人有数以百万计的人躺在那里,想把它们用起来
- 有人实际上确定所有参数都适合他们的设计,而当时 741 是最便宜的,在数百万台中总共节省了几千美元。
自 1980 年以来,我一直是一名电子设计师,我从未在与我相关的任何设计中使用或指定过 741。也许我错过了什么?
如果没有大量可以追溯到几十年前的教科书以 741 为例,如果现在有很多人知道,我会感到惊讶。它已经成为历史,就像 OC71 一样,它是 60 年代中后期的 BC108。
我认为它在 80 年代中期之后仍然存在这么长时间的原因之一,当时它被很好地取代了,因为它有许多不好的特性。这是一个很好的例子,可以教给学生需要关注的特性,以及那些突出运算放大器内部工作原理的弱点。它具有非常大的输入失调电压和输入电流,需要零失调,将带宽/增益乘积表现得淋漓尽致。在过去的 20 年中,很少/没有运算放大器能够如此突出地展示如此多的运算放大器。在现代设备中,许多这些特性可以忽略不计或实际上不存在。
我已经设计了 30 年,从 80 年代中期的中等容量设备开始。根据我的经验,741 在当时或以后都不是任何人的选择——总是有更好、更便宜的零件可供使用。我想也许我在那段时间曾在一个电路上工作过,但我真的不记得了。
不使用 741 的另一个原因是,在某些情况下,它可能会进入闩锁状态,在这种状态下,输出会饱和并粘在其中一个电源轨上,直到断电。我找不到专门关于 741 的参考资料,但此页面描述了类似的内容:https ://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-8/op-amp-practical-considerations/ (搜索单词页面上的“闩锁”)。
刚离开学校,我为我们的鱼缸制作了一个恒温器,使用带有少量正反馈的 741 作为比较器,用继电器切换鱼缸加热器。两次 741 锁定并杀死了我们所有的鱼。
没有人提到社交信号方面,因为使用 741 的电路可能适用于大多数运算放大器,至少对于“工作”的宽松定义而言。因此,如果您需要更高的频率或不同的电压限制,因为原始设计非常普通,那么替换一个稍微不同的放大器几乎肯定会起作用。这可能非常具有教育意义,如果您尝试构建超低噪声低通输入,然后使用 741 构建一个无聊的低通输入,将您的大脑围绕项目的“低通”部分,然后找出修改需要(如果有的话......)替代低噪声放大器来分而治之,像这样的两部分项目。假设您有一个非常特殊的超高输入阻抗电路,不幸的是它对静电敏感,您可以使用几乎坚不可摧且非常便宜的 741 来调试至少部分设计,然后在最后更换超高阻抗(可能很昂贵?)运算放大器。仍然使用 741 的原因之一是新手,专家认为它非常可预测。中间有经验的人往往不喜欢 741,因为他们可能已经锁定了一些,或者由于缺乏轨到轨输出而找到了导致项目失败的方法。但在大多数情况下,与项目的其他部分相比,它们大多是值得信赖的,并且更容易理解。由于缺乏轨到轨输出,我可能锁定了一些或找到了导致项目失败的方法。但在大多数情况下,与项目的其他部分相比,它们大多是值得信赖的,并且更容易理解。由于缺乏轨到轨输出,我可能锁定了一些或找到了导致项目失败的方法。但在大多数情况下,与项目的其他部分相比,它们大多是值得信赖的,并且更容易理解。
如果设计规范有一些模糊的超高频部分或超高输出电流或超低噪声或稳定斩波器,请小心替代。如果您使用 741 或任何其他放大器而不是指定的放大器,则几乎可以肯定该设计无法正常工作。
用实际设计专业地弄清楚以上段落的最安全方法是找出两个组件规格的维恩图,然后弄清楚这些规格与您的个人项目的关系,然后确定性能差异是否无关紧要或有点交易。对于您遇到的几乎所有组件替换问题,这都是一种工程策略。