Componentes "padrão" ...?

Na aula, estamos projetando alguns circuitos diferentes e ele usa alguns diodos e opamps. Está tudo bem no papel e tudo faz sentido. Estes são apenas referidos como "diodo" ou "opamp".

Então eu fiz uma simulação no pspice. No entanto, dependendo do diodo ou opamp que eu escolher, os resultados que obtive foram completamente diferentes. Lá onde muitos opamps e diodos para escolher na lista de componentes.

Até agora, eu apenas pensei que um diodo é um diodo ou opamp é um opamp, pois nunca houve mais detalhes neles. Nada como um resistor ou capacitor em que você precisa escolher o componente de valor correto para que tudo funcione.

Então, eu queria saber quando as pessoas dizem "usar um opamp" existe um opamp comum / específico padrão que é o geral usado.

O mesmo com os diodos. Existe um padrão para o diodo usado em todas as circunstâncias.

Depois de pensar nisso ... e os transistores também?

Aqui estão os tipos em que penso imediatamente quando alguém diz "diodo", "op-amp", ...

• Amplificador operacional: LM741 . O primeiro IC de amplificador operacional "fácil de usar" do mercado.
• Diodo: 1N4001 . Diodo de silício de uso geral com tensão de bloqueio de até 50V e corrente de 1 amp. O 1N4002, 1N4003 etc. são diodos semelhantes com classificações de tensão mais altas.
• Transistor: 2N2222 . Transistor de junção bipolar de NPN. O 2N2907 é aparentemente o equivalente PNP.
• Regulador de tensão (linear): série LM78xx , ou seja, o LM7805 para 5 V, o LM7812 para 12 V.
• Lógica digital, ou seja, portas NAND e assim por diante: séries 7400 e 4000 .

Essas são partes básicas extremamente comuns. Se você entrasse em uma loja de hobby e pedisse cem transistores, sem especificar mais nada, provavelmente obteria uma sacola de 2N2222.

Isso não quer dizer que essas peças sejam úteis para tudo - elas têm limitações de tensão, corrente, velocidade, precisão e assim por diante. Mas se você precisar escolher um tipo de componente para os fins de uma simulação SPICE, eles funcionarão bem.

Edit: Para referência, aqui estão as "partes padrão" que você obtém no CircuitLab:

• Amplificador operacional TL081
• Diodo 1N4148
• Diodo Zener 1N4733A
• NPN BJT 2N3904
• PNP BJT 2N3906
• MOSFET de canal N IRF530
• MOSFET de canal P IRF9530
• JFET de canal N J310
• JFET de canal P J271

Consulte TUP TUN DUS DUG para obter uma lista de transistores e diodos de sinal pequeno "universais", geralmente usados ​​de forma intercambiável em exemplos de circuitos publicados ( por exemplo )

Aqui está um link para uma digitalização de uma página original da revista Elektor , que cunhou a frase TUP TUN DUS DUG. Hoje em dia eles raramente o usam (e algumas partes podem ter se tornado obsoletas), mas ainda é um conceito válido e é bom saber de onde veio. Se você está planejando um design hoje, com as segundas partes da fonte em mente, está fazendo essencialmente a mesma coisa.

O que as pessoas consideram transistor "comum" ou "básico" geralmente é um BJT de pequeno sinal NPN, mas o tipo exato varia de um lugar para outro e ao longo do tempo. Como hobby ocasional, costumava usar o BC108 e o BC547, mas comprava qualquer coisa barata ( por exemplo ) e estou acostumado a ver o 2N3704 e traduzi-lo para o BC547 com os leads na ordem errada.

Não parece haver um MOSFET de sinal pequeno "universal" equivalente?

Em comparação, o 1N4148 é encontrado de maneira muito mais uniforme nos exemplos.

O opamp 741 parece manter uma posição semelhante, embora aparentemente não seja mais uma boa escolha.

Ao se referir a um amplificador operacional, diodo, transistor etc. genérico (e não padrão), trata-se da função básica do dispositivo sem considerar critérios específicos de circuito, como faixa de tensão, consumo de energia, velocidade de operação etc.

Por exemplo. Se você usar o 'amplificador operacional', espera-se que um dispositivo tenha duas entradas (inversora e não inversora), com alto ganho de malha aberta, alta entrada de impedância e baixa saída de impedância. Você também esperaria um desempenho previsível em 'circuitos padrão', como amplificador inversor / não inversor, integrador / diferenciador, comparador, etc.

Em outras palavras, praticamente qualquer amplificador operacional pode ser usado como um substituto de plug-in e ainda funcionar.

Para aplicações específicas, pode ser importante que a saída tenha uma faixa completa ou que a largura de banda da frequência tenha um valor alto ou que possa ser usada uma tensão de alimentação única baixa. Nesse caso, você especificaria o tipo de dispositivo a ser usado no circuito.

Diodos genéricos são pequenos tipos de sinal usados ​​para detectar sinais CA ou tipos de retificadores - usados ​​para a conversão CA / CC da fonte de alimentação. Mesmo aqui, você geralmente precisa indicar o tipo de silício ou germânio.

Diodos específicos serão escolhidos por tensão, corrente, frequência, construção etc.

Os transistores genéricos (NPN ou PNP) são classificados inicialmente pela classificação de potência - sinal pequeno, potência média ou alta potência. Será assumido que o ganho para um tipo de sinal pequeno será de pelo menos 100 e o tipo de alta potência terá um ganho de cerca de 10. Um tipo típico de sinal pequeno (NPN) pode ser um 2N2222

Obviamente, para circuitos específicos, é necessário considerar classificações de tensão, faixa de frequência etc.

Os tipos gerais de componentes padrão que você procura são mais precisamente denominados "diodo ideal" e "opamp ideal". Componentes ideais podem ser usados ​​para representar componentes elétricos reais e não existem no mundo real. Equações analíticas e intuição geralmente são bastante simplificadas usando componentes idealizados em vez de modelos mais realistas. Ao discutir ou simular circuitos em um nível ideal, não deve haver nenhum número específico de dispositivo ou modelo que venha à mente. Quando as pessoas dizem "usar um opamp" em um cenário teórico, geralmente estão se referindo a um opamp ideal. Isto é o que significa quando dizemos "opamp ideal":

Opamps ideais

Um opamp ideal é geralmente considerado como tendo as seguintes propriedades:

• Ganho infinito de malha aberta
• Faixa de tensão infinita disponível na saída
• Largura de banda infinita com mudança de fase zero e taxa de rotação infinita
• Impedância de entrada infinita e, portanto, corrente de entrada zero e tensão de deslocamento de entrada zero
• Impedância de saída zero
• Zero ruído
• Taxa de rejeição de modo comum infinita (CMRR)
• Taxa de rejeição infinita da fonte de alimentação.

Esses ideais podem ser resumidos pelas duas "regras de ouro":

1. A saída tenta fazer o que for necessário para fazer a diferença de tensão entre as entradas zero.
2. As entradas não consomem corrente.

A primeira regra aplica-se apenas no caso usual em que o amplificador operacional é usado em um design de circuito fechado (feedback negativo, onde existe um caminho de sinal de algum tipo retornando da saída para a entrada inversora). Essas regras são comumente usadas como uma boa primeira aproximação para analisar ou projetar circuitos de amplificador operacional.

Nenhum desses ideais pode ser perfeitamente realizado. Um amplificador operacional real pode ser modelado com parâmetros não infinitos ou diferentes de zero usando resistores e capacitores equivalentes no modelo do amplificador operacional. O projetista pode incluir esses efeitos no desempenho geral do circuito final. Alguns parâmetros podem ter um efeito desprezível no design final, enquanto outros representam limitações reais do desempenho final que devem ser avaliados.

Este diagrama mostra um circuito equivalente de um amplificador operacional que modela alguns parâmetros resistivos não ideais. Das propriedades ideais de opamp acima, um opamp ideal teria:

• $R_{in} = \infty$
• $R_{out} = 0$

Se você estiver usando uma ferramenta como a PSPICE, geralmente existe um modelo ideal de opamp (talvez OPAMP). Caso contrário, é bastante simples criar um usando componentes idealizados. Não esqueça que os amplificadores operacionais reais diferem do modelo ideal em vários aspectos.

Lembre-se da distinção entre modelos de circuitos ideais e modelos de circuitos realistas. Todos os componentes eletrônicos básicos possuem um modelo ideal que pode ser usado para simplificar. Se o componente tiver um número de modelo, ele modela um componente real em vez de um componente ideal. Geralmente, as ferramentas de design nomeiam modelos ideais com o nome genérico, por exemplo, "RESISTOR", "CAPACITOR", "OPAMP" etc.

Fonte: diagrama e texto explicativo da Wikipedia.

Não há amplificador operacional, diodo ou transistor "padrão".

Existem dispositivos "comuns" embora. Por exemplo: a configuração do amplificador operacional 741 é do tipo "clássica".

De qualquer forma, é perfeitamente bom que seus resultados sejam diferentes para diferentes componentes. A taxa de diferença depende da configuração do circuito que você está implementando. Por exemplo: o ganho em circuito aberto de um amplificador operacional se torna insignificante quando você o emprega em circuito fechado com feedback negativo.

Lembro-me frustrado quando descobri que a eletrônica analógica não obedece aos modelos e equações simplificados desenvolvidos nas aulas de graduação e pós-graduação. Faça perguntas específicas neste fórum e a comunidade o ajudará a superar dificuldades reais.

Quando as pessoas dizem "use um amplificador operacional", há uma declaração oculta que pressupõe que o aplicativo não se importará se o amplificador operacional real não tiver:

• Ganho infinito e taxa de variação
• Nenhuma entrada de mudança de fase espúria para saída
• Tensão de deslocamento de entrada zero
• Desvio de entrada zero e correntes de deslocamento
• Impedância de entrada infinita
• Rejeição perfeita no modo comum
• Rejeição perfeita da fonte de alimentação
• Geração zero de ruído de corrente e tensão
• Impedância de saída zero
• A capacidade de acionar tensões nos trilhos de alimentação da saída
• A capacidade de inserir tensões nos trilhos de alimentação

Provavelmente há muito mais que eu esqueci.

Muitos aplicativos de amplificadores operacionais não se importam com essas coisas, mas também existem muitas configurações de amplificadores operacionais que precisam de muito baixo ruído ou alto ganho e taxa de giro, etc. o que você precisa. É claro que os simuladores ajudam e é aí que você descobriu variações que significam que um aplicativo funcionará com o amplificador operacional A, mas não com o amplificador operacional B.

Para amplificadores operacionais, não me importo de pagar um pouco mais - eu sempre uso o quadrilátero OP4177 - provavelmente o melhor amplificador operacional amplificador disponível para velocidades baixas a médias baixas. Se eu quiser recursos trilho a trilho, velocidade média e alimentação de baixa tensão, desmonte o AD8606 .

Para diodos, classificação de tensão, classificação de corrente e tempos de recuperação reversa são geralmente as primeiras coisas que procuro, mas, em algumas aplicações, escolherei schottky por causa de sua baixa voltagem para frente.

BJTs e FETs são os mesmos que amplificadores operacionais - existem muitos parâmetros, mas meu pequeno sinal padrão BJT é o BC547 e, para altas frequências, é o BFR92.