Intersil CA3080M

Отличный выбор! Intersil CA3080M — это классический и знаменитый операционный усилитель с управляемым током (Operational Transconductance Amplifier, OTA). Он был одним из первых коммерчески успешных OTA и до сих пор используется в аудиотехнике, синтезаторах и системах управления.

Вот подробное описание, характеристики и список аналогов.

Описание и Принцип Работы

CA3080M — это операционный усилитель с управляемой крутизной (трансconductance). В отличие от обычного ОУ, который усиливает напряжение, выходным сигналом OTA является ток, а не напряжение. Величина этого выходного тока определяется разностью входных напряжений и значением тока смещения, подаваемого на специальный вывод (I_ABC - Amplifier Bias Current).

Ключевая особенность: Коэффициент усиления (крутизна, g_m) линейно зависит от тока смещения I_ABC. Это позволяет дистанционно управлять усилением, модулировать сигнал, создавать перемножители, управляемые фильтры (VCF), генераторы, управляемые напряжением (VCO), и многое другое.

Основные области применения:

• Аналоговые синтезаторы звука: VCA (усилители, управляемые напряжением), VCF (фильтры), VCO (генераторы).
• Аудиотехника: Компрессоры, лимитеры, схемы автоматической регулировки усиления (AGC).
• Модуляция сигналов: Амплитудная модуляция, перемножение сигналов.
• Программируемые усилители и интеграторы.

Корпус: CA3080M выпускался в 8-выводном керамическом DIP-корпусе (M — military temperature range, что указывает на расширенный температурный диапазон). Также существовали версии в пластиковом DIP (CA3080E) и для поверхностного монтажа.

Технические Характеристики (Типовые)

• Тип: Операционный усилитель с управляемой крутизной (OTA).
• Напряжение питания: ±2В до ±15В (максимальное ±18В). Часто используется ±15В.
• Входное напряжение смещения: 0.4 мВ (тип.)
• Входной ток смещения: 30 нА (тип.)
• Максимальный выходной ток: ±10 мА.
• Коэффициент усиления по напряжению разомкнутого контура (A_OL): 110 дБ (тип.)
• Крутизна (g_m): Пропорциональна току смещения: g_m = 19.2 * I_ABC (при комнатной температуре). Например, при I_ABC = 1 мА, g_m ≈ 19.2 мСм.
• Полоса пропускания (при I_ABC = 1 мА): ~2 МГц.
• Скорость нарастания (Slew Rate): Высокая, зависит от I_ABC (до 50 В/мкс).
• Температурный диапазон (CA3080M): -55°C до +125°C (военный).
• Ток потребления: Зависит от тока смещения I_ABC.

Парт-номера (Part Numbers) и Варианты

Обозначение зависит от производителя, корпуса и температурного диапазона.

• Intersil (оригинальный производитель):

  • CA3080M — Керамический DIP, военный температурный диапазон (-55°C...+125°C).
  • CA3080E — Пластиковый DIP, промышленный температурный диапазон (-40°C...+85°C).
  • CA3080AE — Улучшенная версия с лучшими параметрами (меньшее смещение).

• Harris Semiconductor (позже приобрела линейку продуктов Intersil):

  • CA3080M / CA3080E — Аналогичные.
  • HA-3080 — Функционально совместимый аналог.

• RCA (оригинальный разработчик, технология была лицензирована Intersil):

  • CA3080 — Исходное обозначение.

• GE Solid State:

  • CA3080 — Выпускался по лицензии.

• National Semiconductor (NSC):

  • LM3080 — Прямой функциональный аналог и самый популярный "клон". Полностью совместим по выводам и характеристикам. Часто используется в современных конструкциях.

• Texas Instruments (TI):

  • NE5517 — Сдвоенный OTA (два OTA в одном корпусе). Один OTA в NE5517 функционально аналогичен CA3080, но требует проверки распиновки.
  • NE5517A — Улучшенная версия.

Совместимые и Функционально Аналогичные Модели

Эти микросхемы могут быть использованы как прямая или частичная замена, иногда с учетом особенностей распиновки и характеристик.

Прямые аналоги и замены (DIP-8, совместимость по выводам):

1. LM3080 / LM3080A (National Semiconductor) — Самый распространенный и доступный аналог. Часто маркируется просто "3080".
2. HA-3080 (Harris) — Прямой аналог.
3. NJM3080 (New Japan Radio / JRC) — Популярный аналог от известного производителя аудиокомпонентов.
4. KC3080 — Советский/российский аналог. Внимание: Может иметь другую цоколевку! Требуется проверка даташита.
5. μA3080 (Fairchild) — Ранний аналог.

Современные и улучшенные аналоги (могут требовать изменения схемы):

• LM13700 (National Semiconductor, TI) — Сдвоенный OTA (два в одном корпусе) с буферизованными выходами. Это наиболее значимое развитие идеи CA3080. Имеет встроенные буферы для работы с высокоомными нагрузками, линейные диоды для улучшения характеристик и два независимых OTA в одном корпусе DIP-16 или SOIC-16. Широко используется в современных конструкциях вместо сдвоенных 3080.
• CA3280 / LM3280 — Усовершенствованная версия с более высоким выходным током и улучшенной линейностью.
• OTA от Coolaudio (WMD): V2164 — Четверной OTA, популярный в модульных синтезаторах, но это специализированная ИС с другой архитектурой.

Важное замечание по замене:

Перед заменой всегда сверяйтесь с даташитом (datasheet) конкретной микросхемы, особенно обращая внимание на:

1. Распиновку (pinout).
2. Напряжения питания.
3. Значения токов смещения (I_ABC) и их влияние на крутизну.

Итог: CA3080M — легендарный компонент аналоговой эпохи. Его прямое и наиболее доступное воплощение сегодня — это LM3080 или NJM3080. Для новых разработок часто предпочтительнее выглядит LM13700 из-за своей функциональной насыщенности и удобства.