ディスクリート部品で、オペアンプを作る!Evil Mad Scientist XL741のキット

さな信号を大きくするオペアンプ。

オペアンプの中でも有名なICの一つ、741のキットを作りました。

前にご紹介した、ディスクリート部品で555を作ったキットの姉妹品です。

今回の目的はただ一つ、位相補償のコンデンサを取り、発振現象を観察することです。

オペアンプの反転増幅回路では、負帰還させて増幅します。

そのため位相がずれた信号を帰還させると、位相がずれてしまい、発振と呼ばれる現象(波が汚く増幅される)が生じます。

これを避けるために、741はコンデンサを内部に持たせ、位相をずらさないようにしています。

昔のオペアンプ(709、709C、301A、308など)では、外付けでコンデンサをつけていたのですが、741は内部に持たせたことで、一躍有名になりました。

そのコンデンサを取れば、発振し易くなるので、今回はコンデンサを取り、発振させてみました。

ちなみに、なんでこんな無意味な実験をするかと言うと、オペアンプ授業の中で、位相補償にコンデンサは大切!と言うことを、生徒さんに実験させたかったからです。



555と同様に、1時間くらいで簡単に作り終えました。

基板表面の記載では、4つのブロックからなりたっています。

写真左から、次の通りです。

差動増幅回路 (DIFFERENTIAL AMPLIFIER)

バイアスジェネレータ回路 (BIAS GENERATOR) : 基準電流を作っている回路

増幅回路 (GAIN STAGE)

出力回路 (OUTPUT STAGE)

 
パーツです
説明書は、英語です。
 
開け難いパッケージです
パッケージ裏

【実験】



こんな感じで、反転増幅回路(増幅度は10倍)を作ります。

 
位相補償のコンデンサ33pFを、抜き差し出来るようにしています。
ジャンパー線でノイズを入れます。


発振させるため、コンデンサは抜き差しできるように、ソケットをつけました。

また、ジャンパー線を挿し込んで、ノイズを入れたりしています。

色々やった結果、最初は発振しなかったのですが、運が良い(コンデンサを抜いて基板表面を触って離した時)と発振しました。

発振の再現性はなく、なかなか発振しないので、「コンデンサは位相補償の役割をする」教材としては、使い難い結果に終わりました。



いオペアンプLM301Aを使い、同じ実験をしてみました。

LM301Aは、外付けで位相補償のコンデンサが必要なオペアンプです。

実験の様子は、写真のとおりです。

位相補償のコンデンサを抜くと、あっさり発振しました。
 




(2020年7月7日(火)作成)

 
 

 
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