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[参考译文] LM741:运算放大器故障

Guru**** 675520 points
Other Parts Discussed in Thread: UA741, LM741
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1303292/lm741-operational-amplifier-failure

器件型号:LM741
主题中讨论的其他器件:UA741

E2E 设计支持您好。 我在几个月前谈及了如何确定 LM741CH 运算放大器的故障模式。 我将再次通过一些更多信息与我们联系、希望找到所观察到的故障的可能原因。

电路中有2个 LM741CH IC、配置用于最负的拍卖电路。 有两个输入电压(每个运算放大器一个)、只要两个输入电压中较低的值、电路的输出就应匹配。  下面是2种不同的测量场景、其中的运算放大器出现了故障。 运算放大器的引脚2是下面电路的输出、应该与两个输入电压中的较低者相对应、如图所示。 在这两种情况下、测得的输出电压都与任一输入不对应。

对每个 IC 的正负电源轨进行了正确测量、未发现 IC 输出端的二极管或电阻存在问题。 还 根据数据表验证了输入电压是否在 LM741CH 的输入电压规格范围内。 将 两个 IC (OA1和 OA2)替换为新的 LM741CH 芯片后、测量出的输出是否正确、并对应于2个输入中的较低者。 所以我们仍在尝试确定哪些因素可能导致 IC 输入电压的输出超出容差。 每个运算放大器的引脚1和5在电路内未连接、而是保持开路。 我们非常感谢您提供任何信息。

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    Adam:

    引脚6处的电压是多少?  输出信号是否在振荡?

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    您好、Ron。 以下内容与以上背景中的底部图表有关:

    我们观察到每个运算放大器的引脚6上的两个电压都稳定且没有振荡。 测得 OA1引脚6 (具有最高负-10.02VDC 输入的顶部运算放大器)处的电压为-10.526VDC。 尽管-9.832VDC 的输出电压(引脚2)不正确(应非常接近-10.02)、但在 OA1的引脚6测得的电压是合理的、因为这对应于二极管 CR1上的0.694V 压降。

    测得 OA2引脚6 (具有-9.03VDC 输入的底部运算放大器)的电压为正电源轨电压15V、这也是合理的、因为 OA2的反相输入小于同相输入、 将输出拉至正轨、并且 +15V 会被二极管 CR2阻断。

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    Adam:

    OA2是否正常工作、这意味着当较低的输入电压小于输入电压时、输出是否正确? 问题是否总是 OA1或 OA2是否是损坏的芯片?  运算放大器正常工作是一个罕见的问题、但具有200mV 的极高输入失调误差。

    我建议改为具有更高 ESD 等级的运算放大器。  

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    Ron、

    在我们测试的其中一个单元上、OA1和 OA2出现故障、并且两者的输出电压均不正确。 但对于另一个、OA2工作正常、如下所示、其中-9.008 VDC 的输入也是卡的输出。 因此、问题并不总是只存在于 OA1。 在低于的情况下、还对 OA2的引脚6处的电压进行了测量、该电压稳定在-9.703、对应于二极管 CR2上的适当0.695V 压降。 这与上面观察到和讨论的 CR1压降相同。  

    您知道是什么原因可能导致这些 IC 出现这种高输入失调电压误差。 这不是我们第一次看到这种行为随着时间的推移而发生变化、因此我们将尝试找出导致这种情况发生的原因。 似乎 LM741CH 的所有额定值和特性都适用于这种用途。 谢谢你。

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    Adam:

    出现故障时、输出是否始终过正(负值较小)? 这意味着同一个引脚以相同的方式发生故障。  

    通常我认为引脚2已损坏、因为该点对于两个放大器是共用的。 但是、误差电压极性与 NPN 输入(数据表第7.2节)耦合会使我认为引脚3 NPN 晶体管的增益被破坏。  我想问的是、输入或输出是连接到连接器(还是走线长)。 UA741的 ESD 等级相当低。  此外、是否可以在运算放大器电源出现之前为输入供电?

    您能否对您的样片进行基准测试? 我可以推荐一些简单的测试、这些测试可以揭示有关故障模式的更多信息。

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    Ron、

    在使用这些 IC 观察到的每一次故障中、输出总是过正。 因此、是的、这确实说明了每个 IC 发生相同的故障。 IC 的输入和输出连接到 PCB 卡边缘连接器。

    关于输入和电源电压、对于我们执行的所有测试、都在每个 LM741的引脚3输入之前建立并验证电源电压。 对于我们的客户端应用、我只能假设电源电压在输入电压之前存在。 不过、我无法确认情况是否总是如此。

    我非常感谢一些简单的测试建议、但对于这些 IC、我们特别没有这些建议可用于单独测试。

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    Adam:

    我知道、由于可直接接触两个引脚3。 在原理图中、引脚3和未知输入源之间无电阻。 无阻力和直接访问是关键。

    本周晚些时候、我将会重点进行简单的测试、并将设置和可以预期的数据发布到一个好单元中。  

    您是否需要 LM741CH 的所有额定值和特性? 使用不同的运算放大器并对电路板进行一些改动、可以使应用更加稳健、防止损坏。  

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    Adam:

    虽然设置简单、但要获得良好的单位、则需要具备读取纳安数据的能力。 可以使用一个仪表、并使其运行两次。

    损坏器件的电流可能高得多。  

    改变 VID 电压并监控 IIB 和 IIB 电流。 它们应该相似并匹配0mV 附近的电流  

    VOUT 也应在0mV 附近的低电平和高电平之间变化、  

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    Ron、

    希望你有一个良好的假期,并有一个良好的新年。 感谢您提供测试设置和信息! 如果我们有更多故障器件可以从 IC 进行测试、我将在将来牢记这一点。  

    关于 LM741CH、这是用于最新设计的 IC、因此最新设计更加可靠。 不过、仍有一些单元只安装了 LM741 IC、我们将尝试确定这些单元是否容易发生与过去相同的故障。 但为了确定这一点、我们需要找出根本原因是什么。 如果不掌握所有信息、这就很难做到。 不过、对于引脚3执行 ESD 事件显然是一种可能性。