¿Razones para no usar un amplificador operacional 741?

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Pregunta bastante simple. ¿Por qué no usar un amplificador operacional 741 en un circuito objetivo o en el circuito objetivo de alguien? ¿Cuáles son las razones para no usarlo? ¿Cuáles podrían ser las razones para elegir esta parte?

Andy alias
fuente
66
¿Quizás el 358 se ha convertido en el nuevo 741?
Autista
44
Parece que los novatos se sienten atraídos por el 741 porque de eso es de lo que leen y son fáciles y baratos de obtener. Además de las explicaciones de por qué no usar el 741, creo que esta pregunta podría beneficiarse de sugerencias para partes alternativas de gominolas.
marcelm
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@marcelm: En las recomendaciones de SE para cualquier cosa es algo difícil, pueden quedar obsoletas y comenzar guerras de llamas y simplemente no cubrir todo. Especialmente para elegir un opamp es muy importante que los novatos aprendan sobre muchos parámetros y por qué tienen sentido. La oscilación del voltaje de salida es una de las que encuentra muchas preguntas aquí es una fuente de problemas.
PlasmaHH
3
Creo que si las recomendaciones para 741 han vivido tanto tiempo, las recomendaciones para reemplazos tardarán mucho tiempo en quedar "desactualizadas".
pjc50
44
¿Podemos proteger esta pregunta ahora para evitar el inevitable "Guyz, mi circuito 714 no funciona! ¡1 AYUDA!"
Matt Young

Respuestas:

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Hay muchas buenas razones para no usar el LM741 vintage de 1968:

  • Los rieles mínimos recomendados para la fuente de alimentación son de +/- 10 voltios
    • Los amplificadores operacionales modernos tienen fuentes de alimentación que pueden ser tan bajas como 1.8 voltios.
  • El rango de voltaje de entrada es típicamente de -Vs + 2 voltios a + Vs - 2 voltios
    • Se pueden elegir amplificadores operacionales modernos que sean de riel a riel
  • El voltaje de compensación de entrada suele ser de 1 mV (5 mV como máximo)
    • Los amplificadores operacionales modernos pueden ser fácilmente tan bajos como unos pocos microvoltios y tener poca deriva.
  • La corriente de compensación de entrada suele ser de 20 nA (200 nA como máximo)
    • Los amplificadores operacionales modernos están comúnmente disponibles con menos de 100 pA
  • La corriente de polarización de entrada suele ser de 80 nA (500 nA como máximo)
    • Los amplificadores operacionales modernos suelen tener menos de 1 nA
  • La resistencia de entrada suele ser de 2 MΩ (mínimo de 300 kΩ)
    • La resistencia de entrada moderna comienza a cientos de MΩ
  • La oscilación típica del voltaje de salida es -Vs + 1 voltio a + Vs - 1 voltio
    • Muchos amplificadores operacionales baratos de riel a riel llegan a sus suministros en unos pocos mV
  • El voltaje de salida garantizado es de -Vs + 3 voltios a + Vs - 3 voltios
  • La corriente de alimentación suele ser de 1,7 mA (2,8 mA como máximo)
    • Los amplificadores operacionales modernos con este consumo actual son diez veces más rápidos y mejores en muchas otras formas también.
  • El ruido es 60 nV / sqrt (Hz) para LM348 (versión cuádruple de 741)
  • GBWP es 1 MHz con una velocidad de respuesta de 0.5 V / us

El LM741A es un poco mejor, pero sigue siendo un dinosaurio en la mayoría de las áreas.

Cosas importantes que la hoja de datos del 741 no parece enumerar (y que puede depender de la edad y el fabricante):

  • Deriva de voltaje de compensación de entrada versus temperatura
  • Desplazamiento de corriente deriva de corriente versus temperatura
  • Relación de rechazo de modo común versus frecuencia
  • Resistencia de salida (circuito cerrado o abierto)
  • Margen de fase
  • probabilidad de retención (y reversión de ganancia)

No puedo pensar en ninguna razón válida para usar el 741 que no sea "eso es todo lo que tendré o poseeré". Las razones comunes por las que todavía se usan en dispositivos reales parecen ser: -

  • Alguien tenía un diseño que no quería cambiar a partir de los años 70.
  • Alguien tenía millones de ellos por ahí y quería ponerlos en uso
  • Alguien realmente determinó que todos los parámetros están bien para su diseño, y en ese momento el 741 era el más barato de adquirir y en millones de unidades ahorró unos pocos miles de dólares en total.

Soy diseñador de electrónica desde 1980 y nunca he usado ni especificado un 741 en ningún diseño con el que me haya asociado. Tal vez me estoy perdiendo algo?

Andy alias
fuente
Los comentarios no son para discusión extendida; Esta conversación se ha movido al chat .
Dave Tweed
Nombre 2 o 3 de estas mejores alternativas para 741
WeGoToMars
@Rigel hace una lista de opamps aleatorios elegidos de su proveedor favorito y doblados a ciegas, ponga un alfiler en la lista. El opamp más cercano al agujero de alfiler gana y seguramente será mejor que el 741. De hecho, todos serán mejores en uno u otro aspecto.
Andy alias
En realidad, lo acabo de hacer :) - con Arduino en mente .... electronics.stackexchange.com/questions/316716/…
WeGoToMars
Solo mencionando que la revista Practical Wireless publicó un artículo sobre la construcción de un amplificador de alta fidelidad, el "Texan", usando 741s (y 748s que IIRC son solo dos 741s en un caso) en la edición de mayo de 1972 , página 48. Hubo un actualización en la edición de julio de 1975 para un mejor blindaje y un transformador de potencia toroidal, pero aún utilizando el mismo amplificador operacional 741. Mi papá lo construyó como un kit, y fue nuestra "familia de alta fidelidad" durante muchos años. Me pareció genial cuando tenía unos 6 años :)
Ingeniero invertido
27

Si no hubiera muchos libros de texto que se remontaran a décadas que usaran el 741 como ejemplo, me sorprendería si mucha gente lo supiera ahora. Ahora sería recordado como el OC71, que era el BC108 de mediados / finales de los 60.

Una de las razones por las que creo que persistió durante mucho tiempo más allá de mediados de los 80, cuando fue reemplazada, fue por sus muchas características malas. Es un ejemplo para enseñar a los estudiantes las características que deben preocuparse, que destacan el funcionamiento interno del amplificador operacional. Tiene los voltajes de compensación de entrada, la corriente de entrada, necesita la compensación nula, muestra el producto de ancho de banda / ganancia tan vívidamente. Pocos / no amplificadores operacionales de hace 20 años han blandido tantos de estos tan prominentemente.

Llevo 30 años diseñando, comenzando con equipos de volumen medio a mediados de los 80. En mi experiencia, el 741 no fue la elección de nadie en ese momento o desde entonces: siempre había piezas mucho mejores y más baratas para usar. Me imagino que tal vez he trabajado en un circuito con uno en ese momento, pero realmente no puedo recordarlo.

TonyM
fuente
55
Estoy de acuerdo: he estado empleado como EE desde 1980 y nunca elegí un 741. Elegí muchos amplificadores operacionales LM324 en ese entonces y TL08x, pero nunca el 741.
Andy también conocido como
Supongo que un 709 (parte bastante oscura en estos días, e idiosincrásico para los estándares actuales) sería un OC71, un 741 a BC108 (bastante obsoleto como un número de parte literal pero todavía existe en formas muy similares) ...
rackandboneman
77
Es muy común ver 741 en la lista de vendedores aficionados como adafruit o sparkfun o radioshack. Parece que son uno de los componentes "jellybean" predeterminados que se espera que los aficionados usen y aprendan simplemente debido a la gran cantidad de proyectos de ejemplo que uno puede encontrar en los intertubes. Estos proveedores de alguna manera pueden venderlos a un costo de hasta 8 veces. Sospecho que la mayoría de las personas que usan 741 ahora son aficionados y simplemente no conocen ningún otro amplificador operacional (ya que posiblemente no apreciarán las sutilezas complejas involucradas en elegir uno mejor).
Wossname
25

Otra razón para no usar un 741 es que, bajo ciertas condiciones, puede entrar en un estado de bloqueo, donde la salida se satura y se adhiere a uno de los rieles de suministro hasta que se apaga. No puedo encontrar una referencia específica sobre el 741, pero esta página describe algo similar: https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-8/op-amp-practical-considerations/ (busque la palabra "enganchar" en la página).

Recién salido de la escuela, construí un termostato para nuestra pecera, usando un 741 con una pequeña cantidad de retroalimentación positiva para actuar como comparador para cambiar el calentador del tanque con un relé. Dos veces el 741 se enganchó y mató a todos nuestros peces.

Ingeniero invertido
fuente
1
Esta página también menciona el bloqueo del 741
ingeniero revertido
2
El bloqueo en ese tipo de amplificadores operacionales fue causado frecuentemente por la inversión del signo de la ganancia de la primera etapa diferencial cuando el voltaje del modo común excedió los límites especificados: la retroalimentación cambia de negativa a positiva y el amplificador se convierte en un Schmitt Trigger.
Massimo Ortolano
66
Ahora en la taquilla: "741: The Fish Killer"
vaxquis
1
:) Sí, pobre pez. Sucedió solo dos veces durante varios años en los años 80, pero aún sentía pena por el pescado, y finalmente conecté un amplificador operacional más moderno (una vez que estaba trabajando como ingeniero y podía pagar algo que no encontré en la parte inferior de los cajones de mi papá :)
Ingeniero invertido
1
No agregó un "termofusible de mantequilla" que se derrite a 25 ° C (o similar).
Janka
16

Nadie ha mencionado el aspecto de la señalización social en el sentido de que un circuito que utiliza un 741 probablemente funcionará con casi cualquier amplificador operacional, al menos para una definición relajada de "trabajo". Entonces, si necesita una frecuencia más alta o limitaciones de voltaje diferentes dado que el diseño original era muy vainilla, sustituir un amplificador algo diferente seguramente funcionará. Esto puede ser extremadamente educativo, si está tratando de construir una entrada de paso bajo de ruido ultra bajo, luego cree una entrada de paso bajo aburrida con un 741 para envolver su cerebro alrededor de la parte de "paso bajo" del proyecto, luego descubra las modificaciones necesario (si lo hay ...) para sustituir un amplificador de bajo ruido para dividir y conquistar un proyecto de dos partes como ese. Digamos que tiene un circuito de impedancia de entrada ultraalta muy especial, que desafortunadamente es sensible a la estática, podría depurar al menos partes del diseño con un 741 en su mayoría indestructible y muy barato, luego cambiar el amplificador operacional de impedancia ultra alta (¿probablemente costoso?) al final. Una razón para seguir usando 741s es noobs y los expertos piensan que es muy predecible. A las personas con experiencia en el medio no les gusta el 741 porque probablemente se han enganchado a algunos o han encontrado la manera de que un proyecto falle debido a la falta de producción de riel a riel. Pero en su mayoría son confiables y se entienden mejor que el resto del proyecto, la mayoría de las veces. Probablemente he trabado algunos o encontrado una manera de que un proyecto fracase debido a la falta de producción de riel a riel. Pero en su mayoría son confiables y se entienden mejor que el resto del proyecto, la mayoría de las veces. Probablemente he trabado algunos o encontrado una manera de que un proyecto falle debido a la falta de producción de riel a riel. Pero la mayoría de las veces son confiables y se entienden mejor que el resto del proyecto.

Tenga cuidado con la sustitución si el diseño especifica alguna parte oscura de frecuencia ultra alta o una corriente de salida ultra alta o ruido ultra bajo o estabilizador de chopper. Si aplica un 741 o posiblemente cualquier otro amplificador que no sea el especificado, es casi seguro que el diseño no funcionará.

La forma más segura de descifrar profesionalmente los párrafos anteriores con un diseño real es descifrar el diagrama de Venn de las especificaciones de los dos componentes, luego averiguar cómo esas especificaciones se relacionan con su proyecto individual, luego decidir si la diferencia de rendimiento es irrelevante o un poco acuerdo. Esto funciona como una estrategia de ingeniería para casi cualquier problema de sustitución de componentes con el que te encuentres.

Vince Mulhollon
fuente
66
Ese es un excelente punto sobre el 741 que se utiliza como marcador de posición "inserte su amplificador operacional favorito aquí" en un diseño.
ThreePhaseEel
@ThreePhaseEel, pero solo si el 741 fue el amplificador operacional favorito de uno :-)
TonyM
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¿Cuáles son las razones para no usarlo?

Alto requisito de voltaje de suministro, alta corriente de polarización, no operación de riel a riel, accionamiento de corriente limitado, lento, etc.

¿Cuáles podrían ser las razones para elegir esta parte?

Para muchas aplicaciones, hace el trabajo, rendimiento DC respetable, lo suficientemente rápido, amplia disponibilidad, unidad de corriente económica, limitada, lenta, etc.

El alto rendimiento no siempre es necesario y, a veces, el bajo rendimiento tiene sus ventajas.

dannyf
fuente
12
Un conocido profesor de circuitos analógicos del MIT dijo: "Aquellos que piden más ancho de banda del que necesitan merecen lo que obtienen". Palabras por las cuales vivir.
WhatRoughBeast
77
@Finbarr Hay un cct clásico de dos transistores que cuenta con dos transistores que se basa en que el producto beta de los dos transistores está por debajo de lo necesario para permitir que una resistencia de temporización de alta resistencia bloquee el circuito. Use partes antiguas de baja beta y funciona. Use transistores con Beta de digamos 300 cada uno y se traba. Pregúntame cómo lo sé :-).
Russell McMahon
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"este circuito no funcionará si el ß del transistor es demasiado alto" y hay muchos ejemplos de "este circuito" :)
rackandboneman
66
Los opamps de alta velocidad y alta velocidad de rotación son francamente malvados desde la perspectiva de un principiante e ingenieros de diseño. Son más como amplificadores de error que muestran su ignorancia al mundo, con orgullo. Creo que hay mucha sabiduría al presentar a los principiantes a un opamp fácil como el 741 que tolera los errores de diseño.
dannyf
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@IanBland ¡Y el 741 lo tolera!
Christian
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Hay muy pocos diseños que se transmitan en algo que solíamos llamar malo en 741. Por ejemplo, en algunos filtros se usa bajo GBP.

atomd
fuente
1
Entonces es un filtro pobre.
JRE