Operationsverstärker

Geschichte - Grundsätzliches
(c) Friedrich Sick
op-2
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  • Geschichte:
    Die Bezeichnung Operationsverstärker ist (wahrscheinlich) auf seinen Einsatz in Analogrechnern zurückzuführen. Die ersten Differenzverstärker wurden um 1930 mit Elektronenröhren aufgebaut. Ab Ende der 1950er Jahre kamen erste Module mit diskreten Germanium-Transistoren auf den Markt. Eine weitere Verkleinerung erfolgte durch die Hybridbauweise. Mit der Entwicklung integrierter Schaltkreise wurde die Fertigung kompletter Operationsverstärker möglich. Von Dave Fullagar wurde 1968 bei Fairchild der Typ µA741 entwickelt. Der Typ 741 ist wohl der bekannteste Operationsverstärker überhaupt und auch heute noch unter Bezeichnungen wie LM741, AD741 oder TL741 auf dem Markt.
  • Architektur / Aufbau:
    Ein OP besteht aus vielen direkt-gekoppelten Verstärkerstufen. Im Wesentlichen aber immer aus einem Eingangs-Differenzverstärker, einer zwischenschalteten Spannungs-Verstärkerstufe und einer Ausgangs-Gegentaktstufe zur Leistungsverstärkung. (Siehe Schaltskizze rechts!)
  • Eigenschaften:
    Durch die direkte Kopplung ihrer Verstärkerstufen sind OP´s für den Einsatz bei Gleich- und Wechselsignalen geeignet. Herkömmliche OP´s zeichnen sich aus durch ...
    • sehr hohen Eingangswiderstand
    • hohe Spannungsverstärkung
    • niedrigen Ausgangswiderstand
    • hohen Ausgangsstrom
    (Siehe Kennwerte für µA741)
vereinfachte, typische Architektur von OP´s

  • Kennwerte µA741
    Betriebssp´g. Ub +/- 12...22V
    Spannungsverstärkung 2e+5
    Eingangswiderstand 2e+6 Ohm
    Ausgangswiderstand 75 Ohm
    Max. Ausgangssp´g. +/- 21 V
    Ausg.-Kurzschlussstrom 25 mA
    Anstiegsgeschwindigkeit 0,5 V/µs
  • Schaltsymbole