Puces analogiques légendaires

Parmi les nombreuses puces présentées sur le marché moderne des composants microélectroniques, il existe de véritables légendes qui ont légitimement mérité leur grande réputation. Dans cet article, nous nous concentrerons sur quatre de ces microcircuits analogiques légendaires, à savoir: NE555, A741, TL431 et LM311.

Minuterie intégrée NE555

Circuit intégré analogique NE555 est une minuterie universelle. Il sert avec succès dans de nombreux circuits électroniques modernes à produire des impulsions répétitives ou uniques avec des caractéristiques de temps constant. La puce est essentiellement asynchrone Déclencheur RSayant des seuils d'entrée spécifiques qui sont précisément définis par des comparateurs analogiques internes et un diviseur de tension précis.

La structure intégrée du microcircuit comprend 23 transistors, 16 résistances et 2 diodes. Le NE555 est toujours disponible dans divers packages, mais il est le plus populaire dans les boîtiers DIP-8 et SO-8, et sous cette forme, il peut être trouvé sur de nombreuses cartes. Les fabricants nationaux produisent des analogues de cette minuterie sous le nom KR1006VI1.

L'histoire de la puce NE555 commence en 1970, lorsque Hans Kamensind, un employé de la société américaine de microélectronique Signetics, spécialiste des circuits PLL, a débogué une PLL avec un VCO, dont la fréquence était désormais indépendante de la tension, déclenchée en raison de la crise économique.

Ce développement a été appelé plus tard NE566 et contenait tous les éléments du futur temporisateur NE555, y compris les comparateurs, diviseur de tensiondéclencheur et clé. Le circuit pourrait générer des impulsions triangulaires avec l'amplitude définie par le diviseur interne et avec la fréquence définie par le circuit RC externe.

Hans Kamensind a vendu son développement à Signetics, puis a proposé de le raffiner au multivibrateur en attente - un générateur d'impulsions unique. L'idée n'a pas été immédiatement soutenue, mais le directeur des ventes de Signetics, Art Fury, a insisté et le projet a été approuvé, la future puce s'appelait NE555 (NE de SigNEtics).

Le raffinement et le débogage de la minuterie ont pris plusieurs mois de plus, et à la fin, en 1971, les ventes de NE555 dans un boîtier à huit broches ont commencé au prix de 75 cents. Aujourd'hui, presque tous les principaux fabricants de composants électroniques proposent des analogues fonctionnels du NE555 d'origine dans une variété de versions bipolaires et CMOS.

Examinons maintenant le but des conclusions de la minuterie intégrée NE555, cela permettra au lecteur de comprendre la raison pour laquelle cette puce a gagné une énorme popularité à la fois parmi les spécialistes et parmi les amateurs de radio amateur.

• La première conclusion est la terre. Il est connecté au fil négatif de la source d'alimentation.

• La deuxième conclusion est l'élément déclencheur. Lorsque la tension à cette broche est inférieure à 1/3 de la tension d'alimentation, la minuterie démarre. Dans le même temps, le courant consommé par cette entrée ne dépasse pas 500 nA.

• La troisième conclusion est la sortie. Lorsque la minuterie est activée, la tension à cette borne est inférieure de 1,7 volts à la tension d'alimentation et le courant maximum de cette borne atteint 200 mA.

• La quatrième conclusion est réinitialisée. Lorsqu'une tension de bas niveau est fournie à cette sortie, en dessous de 0,7 volt, le microcircuit revient à son état d'origine. Si une réinitialisation pendant le fonctionnement dans le circuit n'est pas nécessaire, cette sortie est simplement connectée au plus de la source d'alimentation du microcircuit.

• La cinquième conclusion est le contrôle. Cette sortie est sous tension de référence, et est connectée à l'entrée inverseuse du premier comparateur.

• La sixième conclusion est le seuil, arrêtez. Lorsqu'une tension supérieure aux 2/3 de la tension d'alimentation est fournie à cette sortie, le temporisateur s'arrête et sa sortie est mise au repos.

• La septième conclusion est la décharge. Lorsque le niveau de sortie du microcircuit est faible, cette broche à l'intérieur du microcircuit est connectée à la masse, et lorsque la sortie du microcircuit est élevée, cette broche est déconnectée de la terre. Cette broche est capable de supporter des courants jusqu'à 200 mA.

• La huitième conclusion est la nutrition. Cette broche est connectée au fil positif de la source d'alimentation du microcircuit, dont la tension peut être de 4,5 à 16 volts.

La puce NE555 a été largement utilisée en raison de sa polyvalence. Sur cette base, des générateurs, modulateurs, relais temporisés, dispositifs à seuil et de nombreux autres composants de divers équipements électroniques sont construits, dont la variété n'est limitée que par l'imagination et l'approche créative des ingénieurs et des développeurs.

Des exemples de tâches à résoudre sont: la fonction de restauration d'un signal numérique déformé dans les lignes de communication, les filtres de cliquetis, les alimentations à découpage, les contrôleurs marche-arrêt dans les systèmes de contrôle automatique, les contrôleurs PWM, les minuteries, et bien plus encore.

Matériaux supplémentaires sur la puce NE555:

555 Integrated Timer - Parcourez la fiche technique

555 conceptions de minuterie intégrées

Bloc de protection contre les fuites d'eau

PWM - contrôleur basé sur la minuterie intégrée NE555 pour la gradation des LED

Amplificateur opérationnel uA741

uA741 est un amplificateur opérationnel basé sur des transistors bipolaires. Cet amplificateur opérationnel de deuxième génération, développé en 1968 par l'ingénieur de Fairchild Semiconductor David Fullagar, est une modification de l'amplificateur opérationnel LM101, qui nécessitait un condensateur de correction de fréquence externe. En uA741, un condensateur externe n'était plus nécessaire, car ici, il est immédiatement installé sur la puce elle-même.

Les caractéristiques de l'uA741 étaient parfaites à cette époque, et la facilité d'utilisation du microcircuit a contribué à son utilisation généralisée. L'uA741 est donc devenu un amplificateur opérationnel standard universel et à ce jour, ses analogues sont produits par de nombreux fabricants de composants microélectroniques, par exemple: AD741, LM741 et l'analogue domestique - K140UD7. Ces microcircuits sont disponibles à la fois en boîtier DIP et en puce.

Au cœur des amplificateurs opérationnels se trouve le même principe, les différences ne concernent que la structure. Les amplificateurs opérationnels de la deuxième génération et des générations suivantes comprennent les blocs fonctionnels suivants:

• L'étage d'entrée est un amplificateur différentiel qui fournit une amplification à une impédance d'entrée élevée et à un faible niveau de bruit.

• Amplificateur haute tension, la réponse en fréquence diminue comme dans un filtre passe-bas unipolaire. Ce n'est pas un différentiel, la seule issue.

• L'étage de sortie (amplificateur), qui offre une capacité de charge élevée, une faible résistance de sortie et offre une protection contre les courts-circuits et la limitation du courant de sortie.

Un condensateur intégré de 30 pF fournit une rétroaction négative dépendante de la fréquence qui augmente la stabilité de l'amplificateur opérationnel lorsque vous travaillez avec une rétroaction externe. C'est ce qu'on appelle la compensation de Miller, qui fonctionne presque comme un intégrateur construit sur un amplificateur opérationnel. La compensation de fréquence donne à l'amplificateur opérationnel une stabilité inconditionnelle dans une large gamme de conditions et simplifie ainsi son utilisation dans une large gamme d'appareils électroniques.

Dans l'étage de sortie uA741, il y a une résistance avec une résistance de 25 ohms, qui sert de capteur de courant. Avec le transistor Q17, cette résistance limite le courant de l'émetteur suiveur Q14 à environ 25 mA. Dans le bras inférieur de l'étage de sortie push-pull, la limitation du courant à travers le transistor Q20 est effectuée par mesure de courant à travers l'émetteur du transistor Q19 et la limitation ultérieure du courant circulant vers la base de Q15. Dans des modifications plus modernes des circuits uA741, des méthodes pour limiter le courant de sortie qui sont légèrement différentes de celles décrites ici peuvent être utilisées.

La puce a deux broches de décalage pour l'équilibrage, vous permettant d'ajuster la polarisation d'entrée de l'amplificateur opérationnel à zéro exactement. Un potentiomètre externe peut être utilisé à cet effet. La tension d'alimentation du microcircuit peut atteindre de + -18 à + -22 volts, selon la modification, cependant, la plage recommandée est de + -5 à + -15 volts.

Voir aussi sur ce sujet:

Quels sont les amplificateurs opérationnels

Circuit amplificateur opérationnel à rétroaction

Circuits d'amplification opérationnelle à rétroaction

Régulateur de tension réglable TL431

Le TL431 a été lancé par Texas Instruments en 1978 et a été positionné comme un régulateur de tension réglable de précision. La version précédente était une puce TL430 moins précise. Aujourd'hui, le TL431 est produit par de nombreux fabricants sous les marques: LM431, KA431 et son homologue national - KR142EN19A.

Le TL431 est essentiellement une diode Zener contrôlée, souvent présente dans le boîtier TO-92 à trois broches. Cette puce peut peut-être être vue sur la carte de l'un des modernes alimentation à découpage, au moins - dans le schéma d'isolement galvanique des circuits secondaires.

Le microcircuit est tout simplement régulé: lorsqu'une tension est fournie à l'électrode de commande au-dessus d'une tension de seuil de 2,5 volts, le transistor interne, qui remplit la fonction d'une diode zener, passe dans un état conducteur.

La signification des résultats ressort clairement de l'organigramme:

• La première conclusion est l'électrode de commande.

• La deuxième conclusion - porte la fonction de l'anode de la diode zener.

• La troisième conclusion - joue le rôle de la cathode de la diode zener.

La tension de fonctionnement à la cathode peut être comprise entre 2,5 et 36 volts, et le courant à l'état conducteur ne doit pas dépasser 100 mA, tandis que le courant de commande ne dépasse pas 4 μA. La référence de tension interne a une valeur nominale de 2,5 volts.

Le microcircuit est si facile à configurer et à utiliser qu'il a déjà trouvé l'application la plus large dans divers appareils électroniques, à commencer par les alimentations à découpage, où il fonctionne traditionnellement avec un optocoupleur, se terminant par des capteurs de lumière et de température.

Aujourd'hui, il est difficile de trouver un appareil électroménager où que se trouve le TL431, c'est pour cette raison que cette puce est disponible dans de nombreux cas différents. Ainsi, le TL431 est idéal pour construire des circuits de rétroaction dans des aspects complètement différents de ce concept.

Exemples d'utilisation des puces TL431:

Régulateur de température simple

Indicateurs et dispositifs de signalisation sur une diode zener réglable TL431

Comparateur analogique LM311

Le comparateur analogique LM311 est fabriqué par National Semiconductor depuis 1973 (depuis le 23 septembre 2011, la société fait officiellement partie de Texas Instruments). L'analogue domestique de ce comparateur est le KR554CA3.

Ce comparateur de tension intégré se caractérise par un très faible courant d'entrée (150 nA). Il est spécialement conçu pour une utilisation dans une large gamme de tensions d'alimentation: du standard + - 15V au monopolaire + 5V, traditionnel pour la logique numérique. La sortie du comparateur est compatible avec les niveaux TTL, RTL, DTL et MOS.

Son étage de sortie avec un collecteur ouvert vous permet de charger directement la sortie sur un relais ou une lampe à incandescence, et de commuter le courant jusqu'à 50 mA à une tension allant jusqu'à 50 V. La consommation électrique du microcircuit n'est que de 135 mW avec une tension de + -15 V.Les données sur le comparateur LM311 sont affichées de nombreux schémas typiques de ses applications.

Le microcircuit contient 20 résistances, 22 transistors bipolaires, 1 transistor à effet de champ et 2 diodes. L'entrée et la sortie du LM311 peuvent être isolées de la masse du circuit de sorte que le circuit de sortie du microcircuit fonctionne sur une charge mise à la terre ou sur une charge connectée au pôle négatif ou positif de la source d'alimentation.

Dans le circuit comparateur, il existe des possibilités d'équilibrage du décalage et du déclenchement, et les sorties de plusieurs LM311 peuvent être connectées à l'aide d'un circuit OU câblé. La probabilité de faux positifs pour cette puce est très faible.

Documents supplémentaires sur ce sujet:

Comment le comparateur analogique est organisé et fonctionne

Circuits comparateurs

Thermostat de cave sur le comparateur LM311