एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर (जिसे ऑप-एम्प के रूप में संक्षिप्त किया जाता है) एक प्रत्यक्ष-युग्मित, विभेदक मोड इनपुट, आमतौर पर सिंगल-एंडेड आउटपुट उच्च-लाभ वोल्टेज एम्पलीफायर होता है। यह एक आउटपुट विभव (ग्राउंड के सापेक्ष) उत्पन्न कर सकता है जो इनपुट पर विभवांतर से लाखों गुना अधिक होता है। इसे यह नाम इसलिए मिला क्योंकि शुरुआत में इसका उपयोग मुख्य रूप से एनालॉग कंप्यूटिंग सर्किट जैसे जोड़ और घटाव संक्रियाओं में किया जाता था।

ऑपरेशनल एम्पलीफायर का कार्य सिद्धांत

एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर के डिफरेंशियल इनपुट में एक नॉन-इनवर्टिंग इनपुट वोल्टेज और एक इनवर्टिंग इनपुट वोल्टेज शामिल होता है। एक आदर्श ऑपरेशनल एम्पलीफायर केवल दो वोल्टेज के बीच के अंतर को बढ़ाता है, जिसे डिफरेंशियल मोड इनपुट वोल्टेज कहा जाता है। ऑपरेशनल एम्पलीफायर का आउटपुट वोल्टेज निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:

Vout = (V+ - V-) * Ado

जहाँ Ado परिचालन एम्पलीफायर का ओपन-लूप अंतर लाभ है।

आदर्श परिचालन प्रवर्धक

एक आदर्श परिचालन एम्पलीफायर में आमतौर पर निम्नलिखित विशेषताएं होती हैं:

1. अनंत ओपन-लूप लाभ (Ado = +∞): एक आदर्श ऑपरेशनल एम्पलीफायर का एक महत्वपूर्ण गुण यह है कि ओपन-लूप स्थिति में, इनपुट पर अंतर सिग्नल में एक असीम रूप से बड़ा वोल्टेज लाभ होता है, जो ऑपरेशनल एम्पलीफायर को व्यावहारिक अनुप्रयोगों में नकारात्मक फीडबैक कॉन्फ़िगरेशन जोड़ने के लिए बहुत उपयुक्त बनाता है।

2. अनंत इनपुट प्रतिबाधा (Zin/Rin = ∞): एक आदर्श परिचालन एम्पलीफायर के इनपुट टर्मिनल किसी भी धारा को प्रवाहित करने की अनुमति नहीं देते हैं, अर्थात, V+ और V- टर्मिनलों पर वर्तमान संकेत हमेशा शून्य होते हैं, जिसका अर्थ है कि इनपुट प्रतिबाधा अनंत है।

3. शून्य इनपुट ऑफसेट वोल्टेज

4. शून्य चरण बदलाव और अनंत स्लेव दर के साथ अनंत बैंडविड्थ (BW = ∞): एक आदर्श परिचालन एम्पलीफायर सिग्नल आवृत्ति के परिवर्तन के कारण बदले बिना, समान अंतर लाभ के साथ किसी भी आवृत्ति के इनपुट सिग्नल को प्रवर्धित करेगा।

5. शून्य आउटपुट प्रतिबाधा (Zout/Rout = 0): एक आदर्श ऑपरेशनल एम्पलीफायर का आउटपुट टर्मिनल एक आदर्श वोल्टेज स्रोत होता है। एम्पलीफायर लोड में प्रवाहित धारा में चाहे कोई भी परिवर्तन हो, एम्पलीफायर का आउटपुट वोल्टेज स्थिर रहता है, अर्थात आउटपुट प्रतिबाधा शून्य होती है।

6. शून्य शोर

7. अनंत उभयनिष्ठ-विधा अस्वीकृति अनुपात (CMRR = ∞): एक आदर्श संक्रियात्मक प्रवर्धक केवल V+ और V- टर्मिनलों के बीच वोल्टेज अंतर पर ही प्रतिक्रिया कर सकता है, अर्थात यह केवल (V+ - V-) भाग को प्रवर्धित करता है। दो इनपुट संकेतों के उभयनिष्ठ भाग (अर्थात, उभयनिष्ठ-विधा संकेत) को पूरी तरह से अनदेखा कर दिया जाता है।

8. अनंत बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात

इन सभी आदर्शीकरणों को पूरी तरह से साकार नहीं किया जा सकता। समतुल्य प्रतिरोधकों और संधारित्रों का उपयोग ऑपरेशनल एम्पलीफायर मॉडल में एक वास्तविक ऑपरेशनल एम्पलीफायर के अनंत या शून्येतर प्राचलों का अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है। इस प्रकार, डिज़ाइनर अंतिम परिपथ के समग्र प्रदर्शन में इन प्रभावों को ध्यान में रख सकते हैं। अंतिम डिज़ाइन पर कुछ प्राचलों का प्रभाव नगण्य हो सकता है, लेकिन अन्य प्राचल जो वास्तव में अंतिम प्रदर्शन को सीमित करते हैं, उनकी गणना अवश्य की जानी चाहिए।

सामान्य अनुप्रयोग डिज़ाइन

(1) इन्वर्टिंग क्लोज्ड-लूप एम्पलीफायर

उपरोक्त चित्र एक व्युत्क्रमणीय बंद-लूप प्रवर्धक का परिपथ दर्शाता है। यह मानते हुए कि यह बंद-लूप प्रवर्धक एक आदर्श संक्रियात्मक प्रवर्धक का उपयोग करता है, इसके अनंत खुले-लूप लाभ के कारण, संक्रियात्मक प्रवर्धक के दो इनपुट टर्मिनल आभासी भू-आकृतिक हैं। साथ ही, चूँकि इनपुट प्रतिबाधा अनंत है, Vin से V- तक की धारा, V- से Vout तक की धारा के बराबर होती है, इसलिए:

(2) नॉन-इनवर्टिंग क्लोज्ड-लूप एम्पलीफायर

उपरोक्त चित्र एक नॉन-इन्वर्टिंग क्लोज्ड-लूप एम्पलीफायर का परिपथ दर्शाता है। ऋणात्मक फीडबैक वोल्टेज-विभाजक प्रतिरोधकों Rf और Rg के माध्यम से क्लोज्ड-लूप लाभ Acl=Vout/Vin निर्धारित करता है। संतुलन तब स्थापित होता है जब Vout, इन्वर्टिंग टर्मिनल पर वोल्टेज को Vin के बराबर करने के लिए पर्याप्त हो। इसलिए, पूरे परिपथ का वोल्टेज लाभ 1 + Rf/Rg है। आउटपुट वोल्टेज का सूत्र है:

(3) एडर

उपरोक्त चित्र एक योजक परिपथ दर्शाता है। एक आदर्श परिचालन प्रवर्धक की स्थिति में, चूँकि इनपुट प्रतिबाधा अनंत होती है, R1 से प्रवाहित धारा R2 से प्रवाहित धारा के बराबर होती है, और इसी प्रकार, R3 से प्रवाहित धारा R4 से प्रवाहित धारा के बराबर होती है। अतः:

(V1-V+)/R1=(V+-V2)/R2

(Vout-V-)/R3=V_/R4

इसके अलावा वर्चुअल शॉर्ट सर्किट के कारण, V+=V_ है

तब यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि :Vout=V1+V2

(4) इंटीग्रेटर सर्किट

उपरोक्त चित्र एक इंटीग्रेटर परिपथ दर्शाता है। एक आदर्श ऑपरेशनल एम्पलीफायर की स्थिति में, ओपन-लूप लाभ अनंत होता है, इनवर्टिंग इनपुट टर्मिनल पर वोल्टेज नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल पर वोल्टेज के बराबर होता है, और चूँकि इनपुट प्रतिबाधा अनंत होती है, इसलिए R1 से प्रवाहित धारा C1 से प्रवाहित धारा के बराबर होती है।

R1 से गुजरने वाली धारा i=V?/R?

C1 से गुजरने वाली धारा i=C·dU./dt

तो Vout =((-1/(R?·C?)·fV?dt

आउटपुट वोल्टेज समय के साथ इनपुट वोल्टेज के इंटीग्रल के समानुपाती होता है, यही कारण है कि इसे इंटीग्रेटर सर्किट कहा जाता है।

(5) विभेदक सर्किट

उपरोक्त चित्र एक विभेदक परिपथ दर्शाता है। एक आदर्श परिचालन प्रवर्धक की स्थिति में, ओपन-लूप लाभ अनंत होता है, इनवर्टिंग इनपुट टर्मिनल पर वोल्टेज नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल पर वोल्टेज के बराबर होता है, और चूँकि इनपुट प्रतिबाधा अनंत होती है, इसलिए R1 से प्रवाहित धारा C1 से प्रवाहित धारा के बराबर होती है।

यदि V1 अचानक लगाया गया DC वोल्टेज है, तो आउटपुट Vout, V1 के विपरीत दिशा में एक पल्स के अनुरूप होता है।

स्लकोर SL8634XS14 जनरल ऑप-एम्प SOP-14

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SLKORशेन्ज़ेन, चीन में मुख्यालय वाली यह कंपनी पावर सेमीकंडक्टर क्षेत्र में तेज़ी से उभरती हुई राष्ट्रीय उच्च तकनीक वाली कंपनी है। बीजिंग और सूज़ौ में अनुसंधान एवं विकास केंद्रों के साथ, इसकी मुख्य तकनीकी टीम त्सिंगुआ विश्वविद्यालय से आती है। सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) पावर डिवाइस तकनीक में एक प्रर्वतक के रूप में, SLKORके उत्पादों का व्यापक रूप से नए ऊर्जा वाहनों, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन, औद्योगिक IoT और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है, जो वैश्विक स्तर पर 10,000 से अधिक ग्राहकों को महत्वपूर्ण अर्धचालक समाधान प्रदान करता है।

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