IC741 được biết đến mà một trong những dòng IC OPAMP được đóng gói với nhiều các tính năng. Dòng này có rất nhiều các gói khác nhau. Số lượng bóng bán dẫn sử dụng bên trong IC là 20 transistor. Để hiểu hơn IC 741 là gì? Hãy cùng chúng tôi tham khảo thông tin trong nội dung dưới đây của bài viết.
Tổng quan về IC 741 là gì?
μA709 được biết đến là mẫu Op-AMP thế hệ đầu tiên được giới thiệu bởi Fairchild vào năm 1965.Tuy nhiên mẫu này có một số những nhược điểm là đòi hỏi các linh kiện khác bên ngoài phải bảo vệ nó, không có mạch bảo vệ ngắn mạch, phải bù tần số ở phía các linh kiện bên ngoài.
Đến năm 1968 ra mắt mẫu μA741 có bồi hoàn. Không giống với mẫu tiền nhiệm μA709, nó không có vấn đề liên quan tới latch-up và được bảo vệ bằng mạch chống ngắn mạch và ổn định tần số. Dòng 741 còn được gọi là Op-Amp thế hệ thứ 2.
IC 741 là mạch khuếch đại thuật toán với tên tiếng anh là Operational Amplifier hay còn gọi là Op-Amp. IC này được sử dụng rất nhiều trong các mạch khuếch đại âm thanh, mạch dao động, mạch lọc, mạch chuyển đổi U-I hay I-U, mạch vi phân, mạch tích phân,…
Sơ đồ chân của IC 741
Hiện nay việc sản xuất IC 741 có rất nhiều các nhà sản xuất, vậy chúng ta làm thế nào có thể xác định được IC 741 được sản xuất bởi một hãng cụ thể nào. Các loại OA sẽ được xác định bởi các mã ID gồm 7 ký tự.
Đầu tiên, tiền tố (prefix) cho biết tên nhà sản xuất. Thứ hai, bộ miêu tả (designator) cho chúng ta hai điều: (i) số có ba chữ số xác định loại Op-Amp, (ii) chữ cái cuối cùng cho biết nhiệt độ hoạt động của một Op-Amp cụ thể. Thứ ba, hậu tố (suffix) chỉ ra loại vỏ (package) của IC đó.
Chân số 4 và chân số 7 được biết đến là chân cấp nguồn cho IC 741, chân số 7 nối với dương, chân số 4 được nối với âm nguồn. IC sẽ có 2 cổng đầu vào là cổng 2 và cổng 3. Chân 1 và chân 5 được gọi là chân bù 0 (offset null), biến trở với giá trị khoảng 10k được nối giữa chân này để có thể đặt ngõ ra về 0. Chân 8 không được kết nối trong mạch, nó chỉ được tạo ra để lấp đủ số chân IC gồm 8 chân tiêu chuẩn.
Số chân | Tên chân | Mô tả chân |
| 1 | Offset Null | Chân này được sử dụng để loại bỏ điện áp bù (offset) và cân bằng điện áp đầu vào. |
| 2 | Inverting Input | Đầu vào đảo ngược của IC |
| 3 | Non Inverting Input | Đầu vào không đảo ngược của IC |
| 4 | V- | Nối mass / chân âm |
| 5 | Offset Null | Chân này được sử dụng để loại bỏ điện áp bù (offset) và cân bằng điện áp đầu vào. |
| 6 | Output | Chân đầu ra của IC |
| 7 | V+ | Chân dương của IC |
| 8 | NC | NC có nghĩa là chân không được nối |
Sơ đồ nguyên lý của IC 741
IC741 được tạo thành từ 20 transistor BJT, mạch sẽ được phân chia thành các khối khác nhau bao gồm:
- Các vùng màu đỏ là các gương dòng điện.
- Khối màu xanh lam là tầng khuếch đại vi sai, có nhiệm vụ khuếch đại sai lệch tín hiệu giữa 2 ngõ vào.
- Vùng màu tím là vùng của mạch khuếch đại lớp A – Dùng để khuếch đại điện áp.
- Khối màu xanh lá cây và xanh lục lam được biết đến là mạch dịch mức và mạch khuếch đại đầu ra.
Nguyên lý hoạt động của từng khối trên IC 741
Mạch khuếch đại vi sai màu xanh lam ở ngõ vào sẽ bao gồm một cặp transistor NPN Q1 và Q2 giống nhau, sẽ mắc theo kiểu mạch theo điện áp (emitter follower) cung cấp trở kháng đầu vào cao. Kết hợp với đó là 2 transistor PNP giống nhau đó là Q3 và Q4 được cấu hình để hoạt động giống như một mạch khuếch đại B chung để có thể kéo tại tích cực là Q5, Q6, Q7 (gương dòng điện).
Q5 và Q6 sử dụng cặp transistor giống nhau để có thể thực hiện chức năng khuếch đại vi sai cho tín hiệu bù không ở ngõ vào.
Dòng điện đi vào Q5 và Q6 được điều khiển bằng cách thay đổi biến trở 10k được kết nối ở phần ngõ vào 1 và 5. Transistor Q1 và Q3 được ghép cascade nối tiếp và Q2 và Q4 cũng ghép cascade để có được độ lợi cao. Bộ khuếch đại vi sai cũng có khả năng loại bỏ các tín hiệu chung có nghĩa là loại bỏ các tín hiệu làm nhiễu chung ở 2 đầu vào.
(Q8-Q9) và (Q12-Q13) là các gương dòng điện được cấu hình tương tự như gương dòng điện Wilson. Trong khi đó thì các transistor Q10 – Q11 được cấu hình như gương dòng điện Widlar, các gương này có tác dụng duy trì dòng tĩnh ở ngưỡng không đổi để mạch có thể hoạt động ổn định.
2 transistor NPN Q15 và Q19 của bộ khuếch đại A được cấu hình là cặp Darlington và giúp cung cấp độ lợi áp, Q22 được sử dụng để ngăn quá dòng điện cung cấp cho Q20.
Q16 cùng với sự kết hợp của điện trở 4,5k và 7,5k được biết đến là mạch dịch mức điện áp, mạch này có tác dụng ngăn cho tín hiệu đầu ra không bị méo dạng. Mạch khuếch đại đầu ra được biết là mạch khuếch đại đẩy kéo lớp AB gồm các transistor Q14, Q17, Q20. Q14 và A20 là mạch khuếch đại bù lớp AB, mạch này sẽ cung cấp trở kháng đầu ra ở ngưỡng từ 50-75 Ohms và cung cấp độ lợi dòng. Trong khi đó Q17 giới hạn dòng điện đầu ra.
Dòng điện từ gương dòng điện Q8 và Q9 được chia thành mạch khuếch đại vi sai gồm cặp transistor Q1-Q3 và Q2-Q4. Dòng điện chung của Q3 và Q4 được tổng hợp với dòng điện của gương dòng điện Widlar Q10 và Q11. Transistor Q7 sẽ được sử dụng để lái Q5 và Q6. Dòng tĩnh từ Q16 và Q19 được thiết lập bởi gương dòng Q12 và Q13. Giá trị 30pF được sử dụng để bù tần số.
Ứng dụng IC 741 trong thực tế
IC 741 có thể ứng dụng trong một số mạch như:
- Bộ so sánh.
- Bộ khuếch đại DC
- Sử dụng trong mạch rung
- Bộ lọc hoạt động.
Các IC có thể thay thế IC 741 gồm: LM201, LM709C, MC1439, LM748.
Mạch cảm biến ánh sáng sử dụng IC 741
Mạch cảm biến ánh sáng này sử dụng IC LM741 như một bộ điều khiển đa năng trong mạch. Biến trở 120K được sử dụng để giúp điều chỉnh độ nhạy hoặc điểm kích hoạt của đèn LED. Mạch sử dụng cảm biến LDR để cảm nhận ánh sáng mặt trời. LED sẽ được kích hoạt khi mức ánh sáng trên LDR đạt đến mức đặt trước được thiết lập bởi biến trở 120K. Điện áp hoạt động là 9V DC.
Mạch cảm biến bóng tối sử dụng IC 741
Với mạch trên sử dụng LM741 cũng được sử dụng trong mạch cảm biến bóng tối để có thể phát hiện bóng tối, chân giữa của biến trở 120k được nối với chân 3 đầu vào của IC. LED sẽ được kích hoạt khi có bóng tối trên bề mặt của cảm biến LDR sẽ đạt mức đặt trước được thiết lập bởi biến trở 120k trong mạch. Nguồn của mạch sẽ là 9V.
