К140УД2 — операционный усилитель

Описание и применение

К140УД2 — это интегральный операционный усилитель средней точности, относящийся к одной из самых массовых советских аналоговых серий — серии 140. Сам операционник разработал зеленоградский НИИ молекулярной электроники (НИИМЭ, завод «Микрон»); выпускали его с начала 1970-х. По сути это усовершенствованный вариант первого серийного отечественного операционника К140УД1: разработчики сохранили общую идею универсального усилителя постоянного тока с дифференциальным входом, но существенно подняли качество входного каскада. Кристалл содержит 47 интегральных элементов, изготовлен по биполярной технологии и выпускался в двух исполнениях — более точном и высоковольтном А (питание ±12,6 В) и экономичном низковольтном Б (питание ±6,3 В).

Ключевая архитектурная особенность микросхемы отражена в её описании: составные транзисторы на входе. Входной дифференциальный каскад построен по схеме Дарлингтона, что резко снижает входные токи и повышает входное сопротивление по сравнению с УД1, а заодно позволяет получить большой коэффициент усиления по напряжению — у исполнения А он доходит до сотен тысяч (до 240 000). Плата за это — усилитель поставляется без внутренней частотной коррекции: чтобы схема не самовозбуждалась, разработчик обязан сам подключить внешние корректирующие RC-цепи к специально выведенным для этого выводам. Такой подход был нормой для операционников того поколения: он давал инженеру гибкость — можно оптимизировать усилитель под конкретную полосу и характер сигнала, пожертвовав удобством применения.

Применялась К140УД2 широко и именно как универсальный «строительный кирпич» аналоговой техники: на ней собирали усилители постоянного и переменного тока, активные фильтры, компараторы, интеграторы, преобразователи и измерительные каскады в радиоэлектронной аппаратуре, в том числе ответственного и специального назначения. Приличный коэффициент усиления, широкий рабочий температурный диапазон и наличие точной версии А делали её пригодной там, где к дрейфу и точности предъявлялись повышенные требования, а низковольтная экономичная версия Б подходила для аппаратуры с ограниченным энергопотреблением.

В ряду зарубежных микросхем ближайшими функциональными аналогами К140УД2 обычно называют операционные усилители фирмы RCA семейства CA3033 / CA3047 — то есть при разработке ориентировались на импортные образцы того же класса и назначения. Сегодня К140УД2 — это уже прежде всего исторический экспонат, наглядно показывающий, как выглядел операционный усилитель эпохи, когда частотную коррекцию ещё вешали снаружи, а внутреннюю компенсацию (как в более позднем массовом К140УД7) только предстояло сделать стандартом. Тем не менее микросхема до сих пор встречается в винтажной и ремонтируемой аппаратуре и остаётся востребованной у радиолюбителей-реставраторов.

Корпус К140УД2

Условное графическое обозначение К140УД2

1 — напряжение питания −U_п
2, 8, 11, 12 — коррекция
5 — выход
7 — напряжение питания +U_п
9 — вход инвертирующий
10 — вход неинвертирующий

Электрические параметры

1	Напряжение питания — К140УД2А; К140УД2Б	±12,6 В ±0,5%; ±6,3 В ±0,5%
2	Выходное напряжение при U_п= ±12,6 В; при U_п= ±6,3 В	±10 В; ±3 В
3	Напряжение смещения нуля при U_п= ±12,6 В для К140УД2А; при U_п= ±6,3 В	не более 5 мВ; не более 7 мВ
4	Ток потребления — К140УД2А; К140УД2Б	не более 8 мА; не более 5 мА
5	Входной ток	не более 7 мкА
6	Разность входных токов	не более 2 мкА
7	Коэффициент усиления напряжения — К140УД2А; К140УД2Б	30000...240000; 2000...50000

Предельно допустимые режимы эксплуатации

1	Напряжение питания — К140УД2А; К140УД2Б	±13,3 В; ±6,6 В
2	Сопротивление нагрузки	не менее 1 кОм
3	Емкость нагрузки	не более 100 пФ
4	Температура окружающей среды	-45...+70 °C

Зарубежные аналоги

CA3047T

Литература

Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 7. / А. В. Нефедов. — М.: ИП РадиоСофт, 1999 г. — 640 с.: ил.

Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: Справочник. Перельман Б.Л., Шевелев В.И. «НТЦ Микротех», 1998 г., 376 с. — ISBN 5-85823-006-7