ic آی سی های تقویت کننده عملیاتی یا آپ امپ (مهندسی برق _ الکترونیک)

نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)


یک آی سی آپ امپ از تعداد زیادی ترانزیستور و مقاومت تشکیل از نظر مدار داخلی ، طبقه اول تقویت کننده های عملیاتی شامل زوج دیفرانسیل، طبقات میانی امیتر مشترک وزوج دیفرانسیل وآخر آن کلکتور مشترک(امیتر فالور)میباشد. این آی سی ها یکی از پر کاربردترین آی سی ها در الکترونیک میباشد که کاربرد زیادی در اعمال جبری دارد.

این آی سی ها از پرکاربردترین قطعات الکترونیک می باشند و با اضافه نمودن قطعاتی در ورودی و خروجی آنها می توان مدارها با کاربردهای متنوع طراحی کرد.

از جمله مدارهائی که می توان با آپ امپ طراحی کرد به موارد زیر می توان اشاره نمود:

تقویت کننده با گین مثبت و منفی  ،  تقویت کننده تفاضلی  ،  جمع کننده سیگنال  ،  مدار انتگرال و مشتق گیر  ،  تبدیل کننده جریان به ولتاژ  ،  مقایسه کننده ولتاژ

سیگنال ژنراتور   ،  منبع جریان دقیق  ،  رگولاتور ولتاژ  ،  مبدل ولتاژ متناوب به مستقیم  و مدارهای متنوع دیگر...

در این آی سی دو قانون خیلی مهم وجود دارد که به قوانین طلایی در آپ امپ معروف هستند:

قوانین طلایی op-amp:

1- 1-به علت بهره ی بسیار بالای آپ امپ ولتاژ پایه مثبت و منفی باهم برابراند. یا اختلاف پتانسیل بین ورودی صفر است.

2-به علت مقاومت ورودی بسیار بالای آپ امپ ورودی های آپ امپ نه جریان میکشد و نه جریان میدهد.

تقویت کننده معکوس آمپ اپ:

نحوه بستن این تقویت کننده به این صورت است .

بعد از اینکه مدار را روی بِرِد بُرد نصب کردیم سر مثبت پراب فانکشن رابه مقاومت ورودی و سزمنفی را به زمین مدار وصل میکنیم، سپس پراب کانال یک اسکوپ را به ورودی مدار و پراب کانال دو را به خروجی مدار وصل ممیکنیم.هما ن طور که ورودی مدار با خروجی مدار 180 درجه اختلاف فاز دارد.

ساختمان داخلی آمپ آپ: 

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 تامین انرژی مصرفی و بایاس ترانزیستورهای داخلی خود به تغذیه DC نیاز دارد.

نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)