Op-amp cursus 02: de 741 op-amp

(gepubliceerd op 24-05-2017)

De 741 is een van de meest universele, populaire en goedkope operationele versterkers (op-amp’s) die ooit op de markt zijn gezet. Deze op-amp gebruiken wij dan ook als basis van alle experimenten uit de reeks artikelen 'Schakelingen met operationele versterkers'.

Kennismaking met de 741 op-amp

Gefabriceerd door zowat alle IC-fabrikanten
De 741 wordt door vrijwel alle chipfabrikanten geproduceerd. Deze op-amp wordt in ontelbare versies en uitvoeringen op de markt gebracht, zoals:

• LM741
• UA741
• TL741
• µA741

Ook diverse behuizingen zijn leverbaar, maar voor het experimenteerwerk is de oeroude versie in een DIL-8 behuizing het meest geschikt. DIL betekent 'Dual In Line', omdat de aansluitpennetjes in twee rijen zijn opgenomen. Van de acht pootjes worden er zeven gebruikt, volgens onderstaand schema.

De aansluitgegevens en de DIL-8 behuizing van een standaard 741. (© 2017 Jos Verstraten)

De aansluitgegevens van de 741 DIL-8
De acht pennen van de DIL-8 versie van de 741 hebben de onderstaande functie:

1. eerste compensatie van de offset
2. negatieve of inverterende ingang
3. positieve of niet-inverterende ingang
4. negatieve voedingsaansluiting
5. tweede compensatie van de offset
6. uitgang
7. positieve voedingsaansluiting
8. niet aangesloten

De voeding van de 741
De 741 heeft twee voedingsaansluitingen op de pennen 4 en 7. Tussen beide pennen mag een maximale gelijkspanning van 36 V staan. Het handigst is echter gebruik te maken van een symmetrische voeding van +15 V en -15 V. U kunt daarvoor uiteraard twee laboratoriumvoedingen toepassen, maar als u het geld er niet voor over hebt, kunt u alle schakelingen uit deze reeks artikelen ook voeden uit vier 9 V batterijtjes. In onderstaande figuur is links geschetst hoe dat gaat. U koopt vier van deze batterijtjes mét hun clip's. Iedere clip heeft een zwarte draad voor de negatieve aansluiting en een rode draad voor de positieve aansluiting. U verbindt de rode draad van de eerste batterij met de zwarte draad van de tweede batterij. Hetzelfde doet u met de tweede en de derde en de derde en de vierde batterij. De zwarte draad van de linker batterij vertegenwoordigt nu de negatieve voedingsspanning van -18 V, de rode draad van de rechter batterij de voedingsspanning van +18 V. Het knooppunt van de rode draad van de tweede batterij en de zwarte draad van de derde batterij vertegenwoordigt de 'massa', het gemeenschappelijke punt van iedere schakeling. Dit punt wordt vaak 'GND' genoemd van het Engelse 'ground'. In onderstaande figuur ziet u rechts hoe dit schematisch wordt voorgesteld. De weerstanden R1, R2 en R3 zorgen ervoor dat de twee ingangen en de uitgang van de op-amp contact houden met de gemeenschappelijke massa.

Symmetrische voeding uit vier 9 V batterijtjes. (© 2017 Jos Verstraten)

Offset compensatie bij de 741
Net zoals iedere operationele versterker heeft ook de 741 last van offset. Dit verschijnsel is besproken in het artikel:
'Op-amp cursus: introductie'
De 741 heeft twee pennen, de nummers 1 en 5, waarmee u de offset kunt compenseren. Zoals uit onderstaande figuur blijkt moet u tussen deze twee pennen een potentiometer van 10 kΩ aansluiten. De loper van deze potentiometer gaat naar de negatieve voeding.
Hoe u de offset compenseert hangt een beetje af van de schakeling waarin de 741 wordt toegepast. In de volgende artikelen uit deze reeks wordt hierop ingegaan.

Het compenseren van de offset bij de 741. (© 2017 Jos Verstraten)

Experimenteer mee met deze cursus!

U kunt de experimenten die in deze cursus worden beschreven zélf uitvoeren.
Daarvoor moet u echter eerst onze 'analoge trainer' nabouwen.
De uitgebreide beschrijving van de zelfbouw van dit apparaat treft u aan op de onderstaande link:

Hobby-lab: bouw een analoge trainer