К153УД5 — прецизионный малошумящий операционный усилитель, спроектированный на биполярных транзисторах по классической трёхкаскадной схеме: два дифференциальных каскада, отвечающих за большое усиление и подавление синфазной помехи, и выходной каскад с двухтактным повторителем, обеспечивающий размах выходного напряжения около ±10 В. Всего кристалл содержит порядка 45 интегральных элементов. Задача такого усилителя — точно повторять и усиливать входной сигнал с минимальными собственными искажениями и шумами, поэтому именно шумовые и дрейфовые характеристики, а не быстродействие, ставились во главу угла при его разработке.
Главное достоинство К153УД5 — сочетание высокого коэффициента усиления по напряжению с малым уровнем собственного шума и низким дрейфом напряжения смещения нуля. Усилитель слабо реагирует на нестабильность источников питания (коэффициент влияния питания на смещение нуля исчисляется единицами десятков микровольт на вольт) и имеет хорошее подавление синфазной составляющей — качества, которые позволяют строить на нём стабильные малошумящие тракты с большим и предсказуемым усилением. Предусмотрены выводы балансировки нуля и внешней частотной коррекции, а выход защищён от короткого замыкания, что упрощает практическое применение и повышает живучесть схемы при монтажных ошибках.
Своё место К153УД5 нашёл там, где нужно аккуратно поднять слабый сигнал: во входных каскадах измерительной аппаратуры, усилителях сигналов датчиков, звуковых и низкочастотных предусилителях, активных фильтрах и схемах прецизионного суммирования и сравнения. По сути это «рабочая лошадка» для аналоговых узлов, где на первый план выходит чистота сигнала, а не гигагерцы полосы. Микросхема выпускалась как в обычном исполнении (К153УД5), так и в варианте с индексом 501 (К153УД501) в другом типе корпуса, а также в приёмочных версиях без буквы «К» для аппаратуры повышенной надёжности.
Исторически К153УД5 относится к серии 153 — одной из базовых советских серий линейных микросхем, которая стала отечественным ответом на первое поколение западных интегральных операционных усилителей и во многом опиралась на схемотехнику зарубежных прототипов семейства µA. Прямым прообразом К153УД5 послужил прецизионный усилитель µA725 фирмы Fairchild. На фоне более ранних и «универсальных» усилителей той же серии (К153УД1, К153УД2) пятый тип выделялся именно прецизионно-малошумящим уклоном, будучи одним из первых советских ОУ, у которого одновременно нормировались и большое усиление, и низкие шум с дрейфом. Благодаря этому он надолго остался востребованным в качественной аналоговой технике и до сих пор ценится радиолюбителями за предсказуемое «тихое» усиление.
Корпуса
Корпус ИМС К153УД5Корпус ИМС К153УД501
Типовая схема включения ИМС К153УД5, К153УД501
1, 8 — балансировка
2 — инвертирующий вход
3 — неинвертирующий вход
4 — напряжение питания (-Uп)
5 — частотная коррекция
6 — выход
7 — напряжение питание (+Uп)
Электрические параметры
1
Номинальное напряжение питания
±15 В ±10 %
2
Максимальное выходное напряжение при Uп = ±15 В, Uвх = 0,1 ±0,01 В, Rн = 2 ±0,04 кОм
≥ |±10| В
3
Напряжение смещения нуля при Uп = ±15 В, Rн ≥ 10 кОм
≤ 2,5 мВ
4
Средний входной ток при Uп = ±15 В, Rн ≥ 10 кОм
≤ 250 нА
5
Разность входных токов при Uп = ±15 В, Rн ≥ 10 кОм
≤ 30 нА
6
Ток потребления при Uп = ±15 В, Rн ≥ 10 кОм
≤ 5 мА
7
Коэффициент усиления напряжения при Uп = ±15 В, Rн = 2 ±0,04 кОм
≥ 400000
8
Коэффициент ослабления синфазных напряжений при Uп = ±15 В, Rн ≥ 10 кОм
≥ 94 дБ
9
Коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения нуля при Uп = ±15 В, Rн ≥ 10 кОм
≤ 35 мкВ/В
10
Частота единичного усиления
0,1 МГц
11
Входное сопротивление
1 МОм
12
Температурный дрейф напряжения смещения нуля
7 мкВ/°C
Предельно допустимые режимы эксплуатации
1
Напряжение питания / в предельном режиме
±(13,5...16,5) В / ±(5...16,5) В
2
Входное напряжение / в предельном режиме
≤ |±4,5| В / ±5 В
3
Синфазные входные напряжения
≤ |±13,5| В
4
Сопротивление нагрузки
≥ 2 кОм
5
Рассеиваемая мощность / в предельном режиме
≤ 450 мВт / ≤ 500 мВт
6
Статический потенциал
100 В
7
Температура окружающей среды
-10...+70 °C
Общие рекомендации по применению
Максимальная температура пайки микросхем (270 ±10) °C, расстояние от корпуса до места пайки не менее 1,5 мм, продолжительность пайки не более 3 с. При проведении монтажных операций допускается не более трех перепаек микросхем. Корпус ИС находится под отрицательным потенциалом.
Зарубежные аналоги
μA725
Литература
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2. / А. В. Нефедов. — М.: ИП РадиоСофт, 1999 г. — 640 с.: ил.
