Komponen "standar" ...?

Di kelas kami merancang beberapa sirkuit yang berbeda dan menggunakan beberapa dioda dan opamps. Semuanya baik-baik saja di atas kertas dan semuanya masuk akal. Ini hanya pernah direferensikan sebagai "dioda" atau "opamp".

Jadi saya membuat simulasi di pspice. Namun tergantung pada apa dioda atau opamp saya memilih hasil yang saya dapatkan sama sekali berbeda. Di sana banyak opamps dan dioda untuk dipilih dari daftar komponen.

Sampai sekarang saya hanya berpikir dioda adalah dioda atau opamp adalah opamp karena tidak pernah ada yang lebih spesifik pada mereka. Tidak seperti resistor atau kapasitor di mana Anda harus memilih komponen nilai yang benar untuk membuatnya bekerja.

Jadi saya bertanya-tanya ketika orang mengatakan "gunakan opamp" apakah ada standar umum / spesifik opamp yang umum digunakan.

Sama dengan dioda. Apakah ada standar masuk ke dioda yang digunakan dalam semua keadaan .. kecuali dinyatakan lain.

Setelah memikirkannya..bagaimana dengan transistor juga?

Berikut adalah tipe yang saya langsung pikirkan ketika seseorang mengatakan "diode", "op-amp", ...

• Op-amp: LM741 . IC op-amp "mudah digunakan" pertama di pasaran.
• Diode: 1N4001 . Silikon dioda tujuan umum baik hingga tegangan blok 50V dan arus 1 amp. The 1N4002, 1N4003, dll adalah dioda serupa dengan peringkat tegangan yang lebih tinggi.
• Transistor: 2N2222 . Transistor persimpangan bipolar NPN. 2N2907 tampaknya setara dengan PNP.
• (Linear) Regulator tegangan: seri LM78xx , yaitu LM7805 untuk 5 V, LM7812 untuk 12 V.
• Logika digital, yaitu gerbang NAND dan sebagainya: seri 7400 dan 4000 seri .

Ini adalah bagian dasar yang sangat umum. Jika Anda berjalan ke toko hobi dan meminta seratus transistor, tanpa menentukan yang lain, Anda mungkin akan mendapatkan tas 2N2222.

Ini bukan untuk mengatakan bagian-bagian ini berguna untuk semuanya - mereka memiliki batasan pada tegangan, arus, kecepatan, ketepatan, dan sebagainya. Tapi jika Anda harus memilih sebuah jenis komponen untuk tujuan simulasi SPICE, ini akan bekerja dengan baik.

Sunting: Untuk referensi, berikut adalah "bagian default" yang Anda dapatkan di CircuitLab:

• Op-amp TL081
• Diode 1N4148
• Dioda zener 1N4733A
• NPN BJT 2N3904
• PNP BJT 2N3906
• NOSFET saluran-N IRF530
• P-channel MOSFET IRF9530
• JFET N-channel J310
• P-channel JFET J271

Lihat TUP TUN DUS DUG untuk daftar transistor dan dioda sinyal kecil "universal" yang sering digunakan secara bergantian dalam rangkaian contoh yang diterbitkan ( misalnya )

Berikut ini tautan ke pemindaian halaman asli oleh Elektor Magazine , yang menciptakan istilah TUP TUN DUS DUG. Mereka jarang menggunakannya hari ini (dan beberapa bagian mungkin sudah usang), tetapi masih merupakan konsep yang valid dan bagus untuk mengetahui dari mana asalnya. Jika Anda merencanakan desain, hari ini, dengan bagian sumber kedua dalam pikiran, pada dasarnya Anda melakukan hal yang sama.

Apa yang orang anggap sebagai transistor "umum" atau "dasar" pada umumnya adalah sinyal kecil NPN NT tetapi tipe yang tepat bervariasi dari satu tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu. Sebagai penggemar sesekali saya menggunakan BC108 lalu BC547 tapi saya akan membeli sesuatu yang murah ( mis ) dan saya terbiasa melihat 2N3704 dan menerjemahkannya ke BC547 dengan lead dalam urutan yang salah.

Tampaknya tidak ada MOSFET sinyal kecil "universal" yang setara?

Sebagai perbandingan, 1N4148 jauh lebih seragam ditemukan dalam contoh.

The opamp 741 tampaknya memegang posisi yang sama meskipun tampaknya itu bukan pilihan yang baik lagi.

Ketika mengacu pada op amp, dioda, transistor generik (bukan standar) tentang fungsi dasar perangkat tanpa mempertimbangkan kriteria rangkaian spesifik seperti rentang tegangan, konsumsi daya, kecepatan operasi, dll.

Sebagai contoh. Jika Anda menggunakan 'op amp', Anda akan mengharapkan perangkat memiliki dua input (pembalik dan non pembalik), memiliki gain loop terbuka tinggi, memiliki input impedansi tinggi dan output impedansi rendah. Anda juga akan mengharapkannya untuk melakukan prediksi dalam 'sirkuit standar' seperti penguat pembalik / non pembalik, integrator / pembeda, pembanding, dll.

Dengan kata lain, hampir semua op amp dapat digunakan sebagai pengganti plug in dan masih berfungsi.

Untuk aplikasi spesifik mungkin penting bahwa output memiliki jangkauan penuh atau bandwidth frekuensi memiliki nilai tinggi atau dapat digunakan tegangan suplai tunggal yang rendah. Dalam hal ini Anda akan menentukan tipe perangkat yang akan digunakan dalam rangkaian.

Dioda generik adalah tipe sinyal kecil yang digunakan untuk mendeteksi sinyal AC atau tipe penyearah - digunakan untuk catu daya AC / DC konversi. Bahkan di sini Anda biasanya harus menyatakan jenis Silicon atau Germanium.

Dioda spesifik akan dipilih oleh tegangan, arus, frekuensi, konstruksi dll.

Transistor generik - (NPN atau PNP) awalnya disortir berdasarkan peringkat daya - sinyal kecil, daya sedang atau daya tinggi. Diasumsikan bahwa penguatan untuk tipe sinyal kecil akan menjadi minimal 100 dan tipe daya tinggi akan memiliki gain sekitar 10. Tipe sinyal kecil (NPN) tipikal adalah 2N2222

Tentu saja untuk rangkaian tertentu Anda perlu mempertimbangkan peringkat tegangan, rentang frekuensi dll.

Jenis komponen standar umum yang Anda cari lebih tepat disebut "dioda ideal," dan "opamp ideal." Komponen Ideal dapat digunakan untuk mewakili komponen listrik nyata, dan tidak ada di dunia nyata. Persamaan analitik dan intuisi seringkali sangat disederhanakan dengan menggunakan komponen yang diidealkan daripada model yang lebih realistis. Ketika mendiskusikan atau mensimulasikan sirkuit pada level ideal, seharusnya tidak ada perangkat atau nomor model spesifik yang terlintas dalam pikiran. Ketika orang mengatakan "gunakan opamp" dalam pengaturan teoretis, mereka biasanya mengacu pada opamp yang ideal. Inilah yang artinya ketika kita mengatakan "opamp ideal":

Opamps yang ideal

Opamp yang ideal biasanya dianggap memiliki sifat berikut:

• Gain loop terbuka tanpa batas
• Kisaran tegangan tak terbatas tersedia di output
• Bandwidth tak terbatas dengan pergeseran fase nol dan laju perubahan tegangan tak terbatas
• Impedansi input tak terbatas dan dengan demikian arus input nol dan tegangan offset masukan nol
• Impedansi keluaran nol
• Tanpa kebisingan
• Rasio penolakan mode umum yang tak terbatas (CMRR)
• Rasio penolakan catu daya tak terbatas.

Cita-cita ini dapat diringkas oleh dua "aturan emas":

1. Output berusaha melakukan apa pun yang diperlukan untuk membuat perbedaan tegangan antara input nol.
2. Input tidak menarik arus.

Aturan pertama hanya berlaku dalam kasus biasa di mana op-amp digunakan dalam desain loop tertutup (umpan balik negatif, di mana ada jalur sinyal semacam umpan balik dari output ke input pembalik). Aturan-aturan ini biasanya digunakan sebagai pendekatan pertama yang baik untuk menganalisis atau merancang rangkaian op-amp.

Tak satu pun dari cita-cita ini dapat direalisasikan dengan sempurna. Sebuah op-amp nyata dapat dimodelkan dengan parameter non-infinite atau non-nol menggunakan resistor dan kapasitor setara dalam model op-amp. Perancang kemudian dapat memasukkan efek-efek ini ke dalam kinerja keseluruhan dari sirkuit akhir. Beberapa parameter mungkin ternyata memiliki efek yang dapat diabaikan pada desain akhir sementara yang lain mewakili keterbatasan aktual dari kinerja akhir yang harus dievaluasi.

Diagram ini menunjukkan rangkaian ekivalen dari penguat operasional yang memodelkan beberapa parameter non-ideal resistif. Dari properti opamp ideal di atas, opamp ideal akan memiliki:

• $R_{in} = \infty$
• $R_{out} = 0$

Jika Anda menggunakan alat seperti PSPICE, biasanya ada model opamp yang ideal (mungkin OPAMP). Jika tidak, cukup mudah untuk membuatnya menggunakan komponen yang ideal. Jangan lupa bahwa op-amp nyata berbeda dari model ideal dalam berbagai aspek.

Ingatlah perbedaan antara model rangkaian ideal dan model rangkaian realistis. Semua komponen elektronik dasar memiliki beberapa model ideal yang dapat digunakan untuk kesederhanaan. Jika komponen memiliki nomor model, itu model komponen nyata daripada komponen yang ideal. Biasanya alat desain memberi nama model ideal dengan nama generik, misalnya "RESISTOR," "CAPACITOR," "OPAMP," dll.

Sumber: diagram dan teks penjelasan dari Wikipedia.

Tidak ada "standar" op-amp, dioda atau transistor.

Namun ada perangkat "umum". Sebagai contoh: 741 konfigurasi op-amp agak "klasik".

Ngomong-ngomong, hasil Anda berbeda untuk komponen yang berbeda. Tingkat perbedaan tergantung pada konfigurasi sirkuit yang Anda laksanakan. Sebagai contoh: gain loop terbuka dari sebuah op-amp menjadi tidak berarti begitu Anda menggunakannya dalam loop tertutup dengan umpan balik negatif.

Saya ingat diri saya frustrasi ketika saya menemukan bahwa elektronik analog tidak mematuhi model dan persamaan sederhana yang dikembangkan di kelas sarjana dan pascasarjana. Ajukan pertanyaan spesifik di forum ini dan komunitas akan membantu Anda dalam mengatasi kesulitan nyata.

Ketika orang mengatakan "gunakan op-amp" ada pernyataan tersembunyi yang menganggap aplikasi tidak akan keberatan jika op-amp yang sebenarnya tidak punya: -

• Penghasilan tak terbatas dan laju perubahan tegangan
• Tidak ada input pergeseran fasa palsu ke keluaran
• Tegangan offset input nol
• Bias input nol dan arus offset
• Impedansi input tidak terbatas
• Penolakan mode umum yang sempurna
• Penolakan catu daya sempurna
• Menghasilkan nol saat ini dan tegangan kebisingan
• Impedansi keluaran nol
• Kemampuan untuk mengarahkan voltase ke salah satu rel pasokan dari output
• Kemampuan untuk memasukkan tegangan ke rel pasokan

Mungkin ada lebih banyak yang saya lupakan.

Banyak aplikasi op-amp yang tidak mempermasalahkan hal-hal ini tetapi ada juga banyak konfigurasi op-amp yang membutuhkan noise yang cukup rendah atau gain yang cukup tinggi dan laju perubahan tegangan dll. Apa yang kau butuhkan. Tentu saja simulator membantu dan di situlah Anda menemukan variasi yang berarti satu aplikasi akan bekerja dengan op-amp A tetapi tidak op-amp B.

Untuk op-amp saya tidak peduli, tetapi membayar sedikit lebih - saya selalu default ke quad OP4177 - mungkin quad op-amp terbaik yang tersedia untuk kecepatan rendah ke rendah-menengah. Jika saya ingin fitur rail-to-rail, kecepatan sedang dan pasokan tegangan rendah, saya degault ke AD8606 .

Untuk dioda, nilai tegangan, peringkat saat ini dan waktu pemulihan terbalik biasanya adalah hal pertama yang saya cari, tetapi, dalam beberapa aplikasi saya akan memilih schottky karena volt-drop maju rendahnya.

BJT dan FET sama dengan op-amp - ada banyak parameter tetapi sinyal kecil default BJT saya adalah BC547 dan untuk frekuensi tinggi itu adalah BFR92.