LM741 OP-AMPは、回路の仕組みを改善し、LM709のような古いモデルよりも優れています。LM741は高ゲインアンプであり、709C、LM201、MC1439、748などの他のモデルを含む多くのタイプの回路で使用できます。過負荷に対する強い保護を備えているため、ラッチのような問題なく正しく機能します。UPSまたは振動。これは、数学的操作やコンパレータとして使用するのに最適であり、1つまたは2つの電源で動作することができます。

LM741ピン構成

ピン名	ピン番号	I/o	説明
オフセットヌル	1	私	オフセットのヌルピンは、オフセットの電圧とバランスを排除するために使用されます入力電圧。
入力を反転します	2	私	信号入力を反転します
非反転入力	3	私	非反転信号入力
V-	4	私	負の電源電圧
オフセットヌル	5	私	オフセットのヌルピンは、オフセットの電圧とバランスを排除するために使用されます入力電圧。
出力	6	o	増幅信号出力
V+	7	私	正の電源電圧
NC	8	私	接続なし、浮かんでいるままにしておく必要があります

NAB Package 8-Pin CDIP or PDIP Top View

形 2：NABパッケージ8ピンCDIPまたはPDIPトップビュー

LMC Package 8-Pin TO-99 Top View

形 3：LMCパッケージ8ピンTo-99トップビュー

LM741 PIN機能

•ピン1：オフセットヌル

ピン5と組み合わせたこのピンを使用すると、DCオフセット電圧を調整して、OP-AMPの出力を微調整できます。ポテンショメータに接続すると、入力オフセット電圧の小さなエラーまたはシフトを補正し、出力のバランスをゼロに効果的に補償します。

•ピン2：入力の反転（ - ）

このピンは入力信号を受け取り、反転します。このピンの信号が増加すると、出力が減少し、入力が減少すると出力が上昇します。入力と出力の関係は、フィードバックループの設定方法によって異なります。アンプの反転（出力が入力の反対）や、複数の信号を一緒に追加するか、数学的に信号を処理するセットアップなどのサーキットで一般的です。

•ピン3：非反転入力（+）

このピンに送信された信号は増幅され、反転することなく出力されます。つまり、出力は入力とともに位相にとどまります。ゲイン、または信号の増幅量は、回路のフィードバックループで接続された外部抵抗によって決定されます。非反転アンプや電圧フォロワーのように、信号フェーズが同じままである必要がある回路で重要です（バッファシグナルをヘルプ）。

•ピン4：V-（負の電圧供給）

電源の負の側面に接続し、正と負の電圧の両方を必要とするセットアップで、オペアンプがフルレンジで動作できるようにします。OP-AMPでは、ゼロボルトの上と下の両方の信号を処理する必要があるデュアル電源システムで使用されます。

•ピン5：オフセットヌル

このピンは、ピン1と組み合わせて動作し、出力のDCオフセットを調整します。接続されたポテンショメータを微調整することにより、ユーザーはオペアンプを調整して、ゼロボルト入力がゼロボルト出力をもたらし、マイナーな内部ミスマッチを修正することができます。キャリブレーションサーキットで使用して、テストデバイスや精密機器などの敏感な機器のエラーを減らします。

•ピン6：出力

これは、加工された増幅された信号が出力されるピンです。ピン2および3で適用された信号の効果と、回路設計に応じて全体的な動作を組み合わせます。増幅された信号は、シンプルなオーディオアンプからより複雑なアクティブフィルター、信号処理システムまで、さまざまなアプリケーションで使用するためにこのピンから取得されます。

•ピン7：V+（正の電圧供給）

正の電源に接続し、Op-ampの出力の上限を決定します。Op-ampが機能するために必要な電圧を提供します。

単一の電源回路とデュアル電源回路の両方で使用され、OP-AMPが正の供給と同じくらい高い出力電圧を生成するのに役立ちます。

•ピン8：NC（接続なし）

このピンは、OP-AMPの回路のどの部分にも内部的に接続されておらず、デバイスの動作に機能的な役割はありません。接続されていないまま、このピンは機械的サポートに使用されることがあり、回路基板にOP-ampが設置されたときに物理的な安定性を確保します。

LM741の仕様

パラメーター	デバイス	分	マックス	ユニット
供給電圧	LM741、LM741A	-	±22	v
供給電圧	LM741C	-	±18	v
電力散逸	-		500	MW
差動入力電圧	-		±30	v
入力電圧	-		±15	v
出力短絡間隔	-	連続		-
動作温度	LM741、LM741A	-50	125	°C
動作温度	LM741C	0	70	°C
接合温度	LM741、LM741A		150	°C
接合温度	LM741C	-	100	°C
はんだ付け情報	PDIPパッケージ（10 秒）		260	°C
はんだ付け情報	CDIPまたはTO-99パッケージ（10 秒）		300	°C
保管温度、t_stg		-65	150	°C

ESD評価

パラメーター	説明	テスト方法	価値	ユニット
v_（ESD）	静電放電	人体モデル（HBM）、 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001ごと	±400	v

推奨される動作条件

パラメーター	デバイス	分	nom	マックス	ユニット
供給電圧（VDD-GND）	LM741、LM741A	±10	±15	±22	v
	LM741C	+10	+15	+18	v
温度	LM741、LM741A	-55		125	°C
	LM741C	0		70	°C

サーマル情報

熱メトリック		LM741			ユニット
		LMC（To-99）	nab（cdip）	P（PDIP）
		8ピン	8ピン	8ピン
r_θja	接合部からアンビエントへの熱抵抗	170	100	100	°C/w
r_{θjc（上）}	ジャンクションツー - ケース（上）熱抵抗	25	-	-	°C/w

電気的特性

パラメーター	テスト条件		分	タイプ	マックス	ユニット
入力オフセット電圧	r_s ≤10kΩ	t_a = 25°C	-	1	5	MV
入力オフセット電圧	r_s ≤10kΩ	t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}	-	-	6	MV
入力オフセット電圧調整範囲	t_a = 25°C、vs =±20 V		-	±15		MV
入力オフセット電流	t_a = 25°C		-	20	200	Na
入力オフセット電流	t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}		-	85	500	Na
入力バイアス電流	t_a = 25°C		-	80	500	Na
入力バイアス電流	t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}		-	-	1.5	μa
入力抵抗	t_a = 25°C、v_s =±20 V		0.3	2	-	mΩ
入力電圧範囲	t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}		±12	±13	-	v
大きな信号電圧得	v_s =±15 V、v_o =±10 V、r_l ≥2kΩ	t_a = 25°C	50	200	-	v/ MV
大きな信号電圧得	v_s =±15 V、v_o =±10 V、r_l ≥2kΩ	t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}	25	-	-	v/ MV
出力電圧スイング	v_s =±15 V	r_l ≥10kΩ	±12	±14	-	v
出力電圧スイング	v_s =±15 V	r_l ≥2kΩ	±10	±13	-	v
出力短絡現在	TA = 25°C		-	25	-	Ma
コモンモード拒否比率	r_s ≤10Ω、v_CM =±12 V、t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}		80	95	-	DB
供給電圧除去比率	v_s =±20 V to v_s =±5 V、r_s ≤10Ω、t_アミン ≤T_a ≤T_{アマックス}		86	96	-	DB
一時的な応答 - 立ち上がり時間	t_a = 25°C、団結ゲイン		-	0.3	-	µs
一時的な応答 - オーバーシュート	t_a = 25°C、団結ゲイン		-	5％	-	µs
スルーレート	t_a = 25°C、団結ゲイン		-	0.5	-	v/µs
供給電流	t_a = 25°C		-	1.7	2.8	Ma
消費電力	v_s =±15 V	t_a= 25°C	-	50	85	MW
		t_a = t_アミン	-	60	100
		t_a = t_{アマックス}	-	45	75

LM741の機能

過負荷保護： LM741には、入力と出力の両方に組み込みの保護があり、過負荷による損傷を防ぎます。

ラッチアップ予防： LM741は、コモンモード範囲を超えている場合でも、ラッチアップを避けるように設計されています。これは、再びオフにする必要なく、適切に機能し続けることを意味します。

ピン互換性： LM741は、ほとんどの場合、LM709C、LM201、MC1439、LM748などの古いモデルを直接置き換えることができます。これにより、既存のデザインで部品を簡単に交換できます。

LM74のデバイス動作モード

オープンループアンプ：このモードでは、LM741はフィードバックなしで動作します。つまり、非常に高いゲインがあります。反転入力と非反転入力の間のわずかな違いは、供給電圧の近くで出力を駆動できます。このように使用すると、コンパレータのように機能します。非逆入力が正の場合、出力は正であり、負の場合、出力は負になります。

閉ループアンプ：この構成では、ネガティブフィードバックを使用してゲインを制御します。これにより、オープンループモードと比較してゲインが削減され、回路の全体的な動作がアンプ自体の代わりにフィードバックネットワークに依存するようになります。回路の応答は、転送関数によって決定されます。

LM741回路アプリケーション

LM741を回路に組み込むと、いくつかの実用的なアプリケーションのロックが解除されます。

•電圧フォロワー

LM741動作アンプを使用した電圧フォロワーのセットアップでは、出力電圧は入力電圧と一致します。この構成により、アンプは、回路の後の部分の負荷の影響を受けないように、ソースを保護するのに役立つ入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低くなります。一般的に、回路で信号を正確に保つために使用され、他のコンポーネントによって入力信号が弱くなっていないことを確認します。

Voltage Follower Circuit using Op-Amp LM741

図4：OP-AMP LM741を使用した電圧フォロワー回路

•Unityゲインインバリティングアンプ

LM741を備えたUnityゲインの逆転アンプは、強度を変更せずに入力信号の位相を反転させます。これは、サウンドシステムのような分野で役立ちます。サウンドシステムでは、シグナルを逆にすることで位相の問題を修正したり、特定の効果を作成したりします。オーディオ機器は、多くの場合、このセットアップを使用して、さまざまなサウンドチャネルの位相アライメントを修正または管理します。

Unity Gain Circuit of LM741

図5：LM741のUnityゲイン回路

•両側電流源

LM741は二国間電流源として機能し、荷重の方向が変化しても変化しない安定した電流を提供します。

LM741 Op-Amp Constant Current Source

図6：LM741 OP-amp定量電源

•ACからDCコンバーター

ACからDCへの変換では、LM741は交互の電流（AC）を直接電流（DC）に変更するのに役立ちます。アンプは、変動するAC信号を滑らかにして、電子デバイスの破壊や潜在的な損傷を防ぎます。

•計装アンプ

いくつかのLM741アンプが組み合わされると、それらは高い精度で小さな信号をブーストするために使用される計装アンプを形成できます。これらのアンプは、ECGやEEGマシンなどの医療機器や産業センサーで使用され、元の信号に影響を与えることなく、圧力や緊張などの小さな変化を測定します。

•四角波発生器

LM741は、正方形の波を作成するように構成し、デジタルエレクトロニクスとタイミングサーキットで使用できます。これらの波は、定期的で正確なタイミング信号を提供することにより、他の回路やデバイスを同期させるのに役立ちます。

Waveform Generator using LM741

図7：LM741を使用した波形ジェネレーター

•電圧コンパレータ

電圧コンパレータとして、LM741は2つの入力電圧を比較し、どれが高いかを示す出力を生成します。これは、バッテリー充電器や電源などのシステムで役立ちます。このシステムでは、コンパレータが電圧レベルを監視して、適切な動作と安定した出力を確保します。

LM741 Op-Amp as a Comparator

図8：ComparatorとしてのLM741 OP-AMP

•電源規制

電源では、LM741は電圧の調節と安定化に役立ち、負荷または入力電圧が変化しても出力が安定したままであることを確認します。

•オシレーター回路

LM741は、発振器回路で使用して、正弦波や正方形の波などのさまざまな種類の繰り返し信号を生成できます。

•半波整流器

LM741は、AC信号の半分のみを処理することにより、ACをDCに変換する半波整流器の一部になります。このシンプルな設計は、高効率を必要としない低電力アプリケーションで使用されており、ACソースからデバイスに電力を供給する簡単な方法を提供します。

LM741同等物と代替品

UA741：このOp-ampは、LM741との密接な一致であり、ほぼ同一の仕様があります。

MC1741：もう1つの直接的な交換であるMC1741は、互換性のあるパフォーマンスとLM741と同じピンアウトを提供します。

TBA221：このモデルは同様のパフォーマンス特性を提供し、単純な代替として使用できます。

LM741A：LM741のバリアントであるLM741Aは、ノイズの低減とわずかに優れた精度を提供します。

LM741C：このバージョンは、LM741と同じ一般的なパフォーマンスを維持しながら、より広い範囲の動作条件にわたって安定性を高めます。

TL081：このOP-AMPはJFET入力を備えており、精密アナログ回路に適した、より高い入力インピーダンスとより低いバイアス電流を提供します。

OP07：超低入力オフセット電圧で知られているOP07は、精密機器および測定システムに最適です。

CA3140：MOSFET入力ステージを使用すると、このモデルは非常に高い入力インピーダンスと非常に低いバイアス電流を提供し、センサーのインターフェースに優れています。

NE5534：この低ノイズ、高性能のオペアンプは、その安定性とより広い帯域幅のため、オーディオアプリケーションで好まれています。

LM201：より高度なバージョンであるこのOP-AMPは、単一供給操作に適しており、完全な過負荷保護を提供します。

MC1439：LM741と非常によく似ているMC1439は、より良い周波数応答を提供する可能性があります。

LM748：この代替品は同等の機能を提供しますが、特定のアプリケーションに微調整できる調整可能な周波数補正が含まれています。

LM741利点

- 安定性

- オフセット調整機能

- 高い入力インピーダンス

- 費用対効果

- 広い動作電圧範囲

- 妥当な周波数応答

- 他のオペアンプとの互換性

LM741はどのように機能しますか？

LM741の動作アンプは、電源からの正電圧と負の電圧の両方を使用して動作します。2つの入力があります。インターバイション入力（+）、入力電圧の増加により出力電圧が上昇し、入力電圧の増加が出力電圧が低下する原因となります（ - ）。アンプは、これら2つの入力ピンでの電圧の差を増やすことで機能します。通常、出力から反転入力に接続されたフィードバックループは、信号の増幅量を制御するためによく使用されます。

LM741 Circuit Program

図9：LM741回路プログラム

オペアンプを反転します

反転構成では、入力信号がオペアンプの反転端子に適用されます（ピン2）。一方、非反転端子（ピン3）は、グランドまたは基準電圧に接続されています。フィードバック抵抗器は、出力（ピン6）と反転入力（ピン2）の間に接続されています。このセットアップにより、出力信号は入力の逆バージョンになります。反転入力に正の電圧が適用されると、出力は負になり、負の電圧が適用されると、出力が正しくなります。

反転オペアンプが提供する増幅またはゲインの量は、フィードバック抵抗（RF）と入力抵抗（R1）の2つの抵抗器の比率に依存します。ゲインは式を使用して計算されます。

たとえば、if IS10kΩ、R1は1kΩで、OP -AMPのゲインは-10です。これは、出力が入力の振幅の10倍になるが、反対の極性（反転）であることを意味します。

非反転op-amp

非反転構成では、入力信号が非反転端子に適用されます（ピン3）。反転端子（ピン2）は、フィードバック抵抗器を介して出力に接続され、入力は非反転端子に直接供給されます。このセットアップでは、出力は入力と同じ極性を保持します。つまり、正の入力電圧が正の出力を生成し、負の入力が負の出力をもたらします。

非反転構成のゲインは、同じ2つの抵抗（RFとR1）によって決定されますが、式は異なります。

たとえば、RFが10kΩ、R1の場合、OP-AMPのゲインは11です。これは、出力が入力の11倍大きくなることを意味しますが、入力信号と同じ極性を維持します。

LM741 Functional Block Diagram

図10：LM741機能ブロック図

LM741 OP-AMPチップを回路に接続する方法は？

LM741 OP-AMPを10倍の増幅に接続するには、まず、正の電源（+15V）をピン7に接続し、負の電源（-15V）をピン4に接続します。これらは、OP-AMPに必要な電力接続です。機能する。次に、出力信号を反転させるピン2（反転入力）に入力信号を接続します。フィードバックループの場合、ピン6（出力）とピン2の間に抵抗（RF）を配置します。この抵抗器は、増幅レベルを制御するのに役立ちます。同時に、ピン3（非反転入力）を接続して、安定した基準電圧を提供します。

アンプのゲインは、式に従って、RF（フィードバック抵抗器）のRIN（入力信号とグランドの間の抵抗器）の比率によって決定されます。。10のゲインを達成するには、RFをRINの値の10倍に設定します。たとえば、RINが1kΩの場合、RFは10kΩでなければなりません。次に、増幅された倒立出力は、ピン6から取得できます。すべてが接続されたら、シグナルを入力して回路に電源を入れてテストします。出力は入力信号の10倍である必要がありますが、反転します。RFとRINの値を変更することにより、必要に応じてゲインを調整できます。

LM741 Layout

図11：LM741レイアウト

回路でLM741を安全に実行する方法は？

まず、電圧が±10〜22ボルト（または合計20〜44ボルト）の間であることを確認してください。この範囲の外に出ると、アンプが損傷したり、適切に機能しないようになります。また、電力使用を制御する必要があります。式p = v×iを使用して500 MW未満に保ちます。ここで、vは電源電圧で、iは電流です。この制限の下にとどまることは、アンプの過負荷を避け、長持ちするのに役立ちます。

ノイズと不安定性を低下させるには、電源ピンの近くに0.1 µF分離コンデンサを配置します。これにより、不要なノイズを除外し、アンプを安定させ、迷惑な振動を停止し、スムーズに実行することを確認します。また、アンプの周りの温度を制御する必要があります。温度を-55°Cから +125°Cの間に保ちます。高温または寒すぎると、アンプの仕組みに問題が発生する可能性があります。

アンプが電力制限の近くで動作している場合、スペースが小さいか、空気が良くない場合は、ヒートシンクまたはその他の冷却オプションを追加する必要があります。清潔でコンパクトな回路設計も役立ちます。部品間の接続の短縮は、干渉と信号損失を減らし、パフォーマンスと耐久性の両方を改善します。

最後に、定期的なチェックを行います。ボードやアンプの変色など、摩耗の兆候を探し、奇妙な変更のために出力信号に注意を払ってください。これらは、コンポーネントが摩耗し始めていることの初期の兆候かもしれません。これらの手順に従って、アンプを安全に保ち、長い間うまく機能します。

LM741をLM358と比較します

特徴	LM741	LM358
供給電圧	±15V〜±22V	3V〜32V（単一供給）または ±1.5V〜±16V（デュアル供給）
入力バイアス電流	〜80 na	〜45 na
入力オフセット電圧	〜1 mV	〜2 mV
帯域幅	1 MHz	700 kHz
スルーレート	0.5 V/μs	0.3 V/μs
電力効率	適度	高い
精度	HIGH（オフセットが低いため、バイアス電流が原因）	中程度（一般的なアプリケーションでは受け入れられます）
アプリケーション	高電圧、高精度回路（例：センサー界面、制御システム）	低電力の低速回路（例：バッテリー駆動のデバイス、毎日の電子機器）

LM741パッケージングオプション

LM741運用アンプには、さまざまなパッケージングオプションがあり、それぞれが特定の用途と製造ニーズに適しています。

to-99（金属缶）：このパッケージは強力な金属で作られており、耐熱性と耐久性が大きくなります。高温と身体的ストレスを処理できます。金属はまた、電磁干渉（EMI）から保護します。これは、多くの電気ノイズを備えた環境でデバイスを安定させるのに役立ちます。

CDIP（セラミックデュアルインラインパッケージ）：CDIPには、プラスチックと比較してより良い熱と電気分離を提供するセラミックボディがあります。これにより、科学機器や測定デバイスなどの正確なアプリケーションに最適です。セラミック材料は、水分や温度の変化などからデバイスを保護し、信頼できるパフォーマンスを確保します。その耐久性は、デバイスの寿命を短縮する可能性のある問題を防ぐのに役立ちます。

PDIP（プラスチックデュアルインラインパッケージ）：PDIPは、手頃な価格で回路板で使いやすいため、家電に人気があります。自動化された製造用に設計されており、生産コストを低く抑えるのに役立ちます。プラスチックは金属やセラミックほど強力ではありませんが、極端な条件が問題ではない家庭やオフィスデバイスなどの日常の電子機器に適しています。

結論

LM741オペアアンプは、電子機器の信頼性が高く多用途のコンポーネントです。入力オフセット電圧、スルーレート、消費電力などのエリアでのパフォーマンスは、オープンループと閉ループ構成の柔軟性と組み合わせて、デザイナーにとって好ましい選択肢となります。LM741の適応性、統合の容易さ、過負荷保護や高入力インピーダンスなどの機能は、その永続的な関連性を強調し、アンプデザインにおける将来のイノベーションのガイダンスを提供します。

よくある質問[FAQ]

1. LM741はオーディオアンプとして使用できますか？

はい、LM741はオーディオアンプとして使用できますが、帯域幅とノイズ性能の制限により、高品質のオーディオアプリケーションには理想的ではありません。実際に使用すると、LM741は、小規模な個人プロジェクトや教育目的などの基本的なアプリケーションに十分な低電力オーディオ信号を増幅することができます。オーディオアンプとしてセットアップすると、非反転または反転ゲインセットアップで構成し、入力オーディオをOP-AMPの入力の1つに接続し、外部抵抗器でゲインを設定します。

2. LM741の最小電圧はいくらですか？

LM741は、正しく動作するために±5Vの最小供給電圧を必要としますが、最大±15Vまたは±18Vまでのより高い電圧でより良いパフォーマンスを発揮します。実際には、最小の供給電圧で動作すると、オペアンプのダイナミックレンジとヘッドルームが制限される可能性があり、潜在的にオーディオアプリケーションの歪みやクリッピングの増加につながる可能性があります。

3. LM741にはいくつのトランジスタがありますか？

LM741には20のトランジスタが含まれています。これらのトランジスタは、差動入力段階、ゲイン段階、出力段階など、OP-AMP内のさまざまな段階で使用されます。この内部構成は、OP-AMPの機能に使用され、ゲイン、帯域幅、および全体的なパフォーマンスに影響を与えます。

4. LM741の最大周波数はどれくらいですか？

LM741には、1 MHzのゲインバンド幅積があります。これは、OP-ampが動作できる最大周波数が、構成されているゲインに効果的に依存することを意味します。たとえば、10のゲインでは、最大周波数は約100 kHzになります。この周波数を超えて、ゲインはロールオフし始め、より高い周波数を正確に処理するアンプの能力に影響します。

5. LM741 op-ampの出力抵抗とは何ですか？

LM741の出力抵抗は約75オームです。この値は、OP-AMPが信号強度や歪みを失うことなく駆動できる負荷を考慮する場合に重要です。より重い負荷を駆動するには、出力抵抗が低い方が適しています。

6. LM741またはUA741の方はどれですか？

LM741とUA741はどちらも非常に類似しています。これは、UA741はLM741に直接相当することが多いためです。それらの選択は、オフセット電圧、バイアス電流、またはその他のパラメーターのわずかな違いなどの特定のメーカーの変動に帰着します。ほとんどの標準アプリケーションでは、どちらも同じ意味で使用できます。ただし、特定の選択は、可用性、価格設定、またはマイナーな仕様の違いに依存する場合があります。

7. LM741の消費電力はいくらですか？

LM741の消費電力は、供給電圧と動作条件に依存します。静止消費電力（OP-ampがアクティブであるが負荷を駆動していないときに消費される電力）は、±15Vの供給で約85 MWです。この消費電力は、出力負荷と動作頻度とともに増加します。

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LM741 OP-AMP：機能、仕様、およびアプリケーション

カタログ

LM741 op-ampとは何ですか？

LM741ピン構成

LM741 PIN機能