تقویت‌کننده عملیاتی
تقویت‌کننده عملیاتی:
 |
 |
ایده به کارگیری تقویت کننده‌های عملیاتی یا آپ امپ (op-amp یا Operational amplifier ) اولین بار در دهه ۱۹۴۰ میلادی و در مدار کامپیوترهای آنالوگ مطرح شد. در این کاربرد با قرار دادن عناصر مختلف بین سرهای ورودی و خروجی تقوکننده عملیاتی مدارهای مختلف با کارایی‌های متفاوت طراحی می‌شد.
با گسترش دامنه کاربرد الکترونیک، استفاده از تقویت کننده عملیاتی نیز توسعه فراوان یافت. در سال ۱۹۶۰ میلادی اولین بار تقویت کننده عملیاتی به صورت مدار مجتمع طراحی و ساخته شد و با حجم، وزن و قیمت به مراتب کمتر به بازار مصرف ارائه گردید. پیشرفت فناوری و مطرح شدن نیازهای متنوع تر و تخصصی تر، زمینه را برای عرضه تقویت کننده‌های عملیاتی خاص فراهم نمود.
تقویت کننده عملیاتی در واقع یک تقویت کننده ولتاژ با بهره ولتاژ بسیار بالاست و معمولاً دارای یک سر خروجی و دو سر ورودی است که سرهای ورودی به صورت تفاضلی عمل می‌کنند. به عبارت دیگر این تقویت کننده اختلاف ولتاژ بین ورودی را تقویت می‌کند. یکی از دو سر، ورودی منفی (-) یا معکوس کننده نام دارد، زیرا تقویت کننده برای ورودی‌های اعمال شده به این سر دارای بهره منفی خواهد بود. سر دیگر ورودی مثبت (+) یا غیر معکوس کننده‌است و سیگنال‌های ورودی به این سر، در خروجی با بهره مثبت ظاهر می‌شوند.
این تقویت کننده دارای مقاومت خروجی بسیار کوچک (حدود چند اهم) بوده و از مقاومت ورودی بسیار بزرگی (بیش از چند صد کیلو اهم) برخورداراست. چون تقویت کننده عملیاتی یک قطعه فعال است برای تأمین انرژی مصرفی و بایاس ترانزیستورهای داخلی خود به تغذیه DC نیاز دارد.
پایه‌ها:
- پایه‌های ۴ و ۷، پایه‌های تغذیه منفی و مثبت آی سی هستند.
- پایه‌های ۲ و ۳، پایه‌های ورودی معکوس کننده و معکوس نکننده آی سی هستند.
- پایه ۶، پایه خروجی است.
- پایه‌های ۱ و ۵، پایه‌های تغییر دهنده سطح DC خروجی آی سی هستند که توسط آن‌ها می‌توان سطح DC خروجی را تغییر داد. این کار را می‌توان با قرار دادن یک پتانسیومتر بین این دو پایه انجام داد.
- پایه ۸ به جایی وصل نیست و برای اتصال دو عنصر به عنوان گره به کار می رود.
تقویت کننده عملیاتی ایده‌آل:
- بهره ولتاژ بی نهایت دارد.
- مقاومت خروجی صفر دارد.
- مقاومت ورودی بی نهایت دارد.
- پهنای باند بی نهایت دارد.
- ولتاژ انحراف از میزان ورودی آن صفر است.
