Операційні підсилювачі (оп) другого покоління (1966-1970)

У 1967 році Відлар розробив операційний підсилювач LM101 - перший ОП другого покоління. Його структурна схема стала основою для всіх наступних універсальних ОП. Активні навантаження забезпечили LM101 більші, ніж у попередників, коефіцієнти посилення кожного каскаду, а вхідні емітерні повторювачі, навантажені на диференціальний каскад на pnp-транзисторах - широкий діапазон допустимих вхідних напруг і малі струми зміщення. Коефіцієнт посилення по постійному струму досяг 500 тис. проти 50-100 тис. у підсилювачів першого покоління. Вхідний каскад був захищений від високих напруг, вихідний каскад мав повноцінний захист від короткого замикання. Головна ж відмінність від попередників полягала у використанні двох, а не трьох, каскадів посилення напруги (саме двокаскадна схема і стала «родовою ознакою» другого покоління ОП. Як наслідок, LM101 був гарантовано стійкий при використанні єдиної зовнішньої корегуючої ємності всього в 30 пФ. Відлар скоїв стратегічну помилку, не спробувавши «упакувати» цю ємність на кристал ОП. Рік потому пробіл заповнили конкуренти з Fairchild, випустивши μA741 - клон LM101 c внутрішньою частотною корекцією.

Саме ця мікросхема і завоювала ринок універсальних ОП, відтіснивши LM101 на узбіччя. Ринок зволів простоту використання μA741 гнучкості і настроюваності відларівських схем.

У 1968-1969 роках Відлар і Телберт винайшли і відладили у виробництві нові активні прилади - «супер-бета-транзистори» (біполярні npn-транзистори з надтонким шаром бази і коефіцієнтом підсилення понад тисячу), багатоколекторний біполярний транзистор і епітаксиальний польовий транзистор (англ. epiFET). У лютому 1969 вийшов розроблений Відларом за участю Квамме LM108 -перший операційний підсилювач на супер-бета-транзисторах. У грудні 1969 року National випустила новий ОП Відлара і Добкіна, LM101A - функціональний еквівалент LM101 на новій елементній базі, а в 1970 році вийшла його версія з вбудованою корегуючою ємністю - LM107. Новий, шестимасочний технологічний процес Телберта дозволив вперше реалізувати на одному кристалі і пінч-резистори, і польові транзистори, і супер-бета-транзистори, і бічні pnp-транзистори з коефіцієнтом посилення по струму понад 100. Кількість транзисторів, «обслуговуючих» джерела струму LM101A, було зменшено за рахунок використання багатоколекторних npn-транзисторів.

Вхідний опір ОП, без складених транзисторів на вході, вперше перевищив 1 МОм.

Інтегральні стабілізатори напруги (1966-1970)

Стабілізатори напруги Відлара
Бандгап Відлара	LM100 з типовою обв'язкою	LM 109 — перший трививідний стабілізатор

У 1966 році National Semiconductor випустила розроблений Відларом LM100 - перший в історії інтегральний стабілізатор напруги. LM100 дозволяла стабілізувати напруги від 2 до 30 В з сукупною помилкою у військовому діапазоні температур (від -55 до +125 ° C) не більше 1% . Джерелом опорної напруги виступав стабілітрон на 6.3 В, регулюючим елементом - відносно малопотужний складений транзистор, тому на практиці LM100 використовувався не як закінчений стабілізатор, а як схема управління зовнішнім силовим транзистором. Попит перевершив найоптимістичніші очікування .

Замовники вимагали зробити наступний крок і об'єднати схему управління і силовий транзистор на одному кристалі, упакувавши повноцінний стабілізатор в корпус з трьома виводами: вхід, вихід і загальний.

Виробництво LM109, першого в світі інтегрального трьохвиводного стабілізатора на напругу +5 В, прямого попередника більш знаменитого (і менш точного) uA7805, почалося в першій половині 1970 року. Нова мікросхема відрізнялася від LM100 не тільки граничними значеннями струму і потужності та зручністю застосування, але і тим, що джерелом опорного напруги в ньому служив не стабілітрон, а так званий бандгап Відлара - транзисторне джерело опорної напруги, приблизно рівної ширині забороненої зони кремнію (близько 1,2 В). Принцип дії бандгапа сформулював ще в 1964 році Девід Хілбібер, але першу практичну схему, що працює на цьому принципі, спроектував саме Відлар. Першою мікросхемою з вбудованим бандгапом і стала LM109, а в 1971 році за ним пішла LM113 - двухвивідний «прецизійний діод» (англ. reference diode) на бандгапі Відлара. Заміна «високовольтного» (близько 6 В) стабілітрона на низьковольтний (1,2 В) бандгап зробила можливим створення економічних стабілізаторів на низькі вихідні напруги (3,3 B, 2,5 B і нижче) і підсилювачів з низьковольтним живленням (від 1,1 В), проте в 1969 році ця ніша ще не була затребувана промисловістю.

Першою областю масового застосування бандгапів, крім ІС стабілізаторів напруги, стали ранні інтегральні аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі. У 1976 році компанія випустила LM10 - мікропотужний операційний підсилювач і джерело опорної напруги, здатний працювати при напрузі живлення від 1,1 до 40 В, - перший ОП, повністю придатний для роботи від єдиного гальванічного елемента на 1,4 В. За ним пішов LM11 - прецизійний біполярний ОУ, розрахований на електрометричні вимірювання. У 1987 році Відлар запустив у виробництво перший у своєму роді потужний (10 А, 80 Вт) операційний підсилювач LM12.

3. Мікросхе́ма, інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) — електронна схема, що реалізована у вигляді напівпровідникового кристалу (чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

Чип  — напівпровідникова структура, на поверхні якої сформовані контактні площинки. [1] Часто під інтегральною схемою (ІС) розуміють власне кристал або плівку з електронною схемою, а під мікросхемою (МС) — ІС в корпусі.

У 1961 році фірма Fairchild Semiconductor Corporation випустила інтегральні схеми у вільний продаж, і їх відразу стали використовувати у виробництві калькуляторів і комп'ютерів замість окремих транзисторів, що дозволило значно зменшити їхній розмір, та збільшити продуктивність.

Перша радянська напівпровідникова мікросхема була створена у 1961 році, в Таганрозькому радіотехнічному інституті, в лабораторії Л. Н. Колесова..