OP-AMPIN YAPISI

OP-AMPIN YAPISI

Genel Amplifikatörlerin Özellikleri

Yükselteç, girişine uygulanan küçük elektriksel sinyalleri, kaynaktan aldığı enerjiyi de kullanarak, devresindeki aktif devre elemanları yardımıyla çıkışına büyütülmüş olarak aktarır. Bunu yaparken güç kaynağından almış olduğu enerjiyi giriş sinyaliyle aynı özellikte, fakat güçlendirilmiş bir çıkış sinyali elde etmek üzere işler. Yani yükseltecin çıkışından alınan elektriksel sinyalin gücü, girişine uygulanan sinyalin gücünden daha büyüktür.

Çalışma şekline göre, kullanım şekline göre, bağlantı şekline göre, frekans durumuna göre, yükün rezonans durumuna göre yükselteçleri sınıflandırabiliriz.

• Düşük frekans yükselteçleri
• Ses frekans yükselteçleri
• Ultrasonik yükselteçler
• Radyo frekans yükselteçleri
• Geniş band yükselteçleri
• Video yükselteçleri
• Enstrümantasyon yükselteçleri
• Küçük sinyal yükselteçleri
• Büyük sinyal yükselteçleri

İdeal Op-Amp Yükseltecin Özellikleri

• Açık çevrim (geri beslemesiz) kazancı sonsuzdur.
• Bant genişliği sonsuzdur.
• Gürültüsü yoktur.
• Hem iki giriş arası hem de her girişle toprak arası empedans sonsuzdur.
• Çıkış empedansı sıfırdır.
• Çıkış empedansı sıfır olduğu için sonsuz akım sürebilir.
• Gerilim kaldırma kapasitesi sonsuzdur. Yani her gerilimde çalışır.
• Yukarıdakilerin hepsi her sıcaklıkta doğrudur.

Giriş Empedansı

Giriş empedansı, bir devrenin kendinden önce gelen devrenin çıkış akımına karşı ne kadar zorluk göstereceği ya da kendinden önce gelen devreden ne kadar akım çekeceğini ifade eden bir özelliğidir.

Çıkış Empedansı

Bir devrenin çıkış empedansı devrenin çıkışından ne kadar akım çekilebileceğinin, bir başka anlatımla devrenin ne kadar akım verebileceğinin bir göstergesidir. Çıkış empedansı aynı zamanda, bir devrenin çıkış terminali ile toprak arasında görülen empedansı olarak da tarif edilebilir.

Gerilim Kazancı

Yükseltecin girişine uygulanan sinyalin çıkışta ne kadar yükseltildiği “kazanç katsayısı” ile ifade edilir. Kazanç katsayısı ürün bilgi sayfalarında G (gain) ya da Av (Amplitude voltage) olarak gösterilmekte olup, bundan sonraki bölümlerde biz K olarak kullanacağız. Kazanç bir sisteme verilen girdinin çıkışta ne kadar arttığını ifade eden bir katsayıdır ve birimsizdir. Herhangi bir sistemin kazanç katsayısı aşağıdaki bağıntı ile ifade edilebilir.

Op-amp’ın Faz Tersleyen (Inverting)

Yükselteç Olarak Kullanılması

Şekildeki devrede sinyal (-) girişe uygulanır. R1 giriş direnci, Rf ise geri besleme direncidir. Op-amp devresinin özelliğinden dolayı x noktasındaki gerilim 0 volta yakındır.

Örnek1:  

Şekildeki devrede

Rf = 22 KΩ

R1 =10 KΩ

Vgr = 2 volt olduğuna göre Vçk = ?

Op-Ampın Toplayan Yükselteç Olarak Kullanılması

Şekildeki devrede op-amp’ın toplayan yükselteç olarak kullanımı görülmektedir. Burada op-amp eviren yükselteç olarak çalışmakta olup çıkış;

Olarak yazılabilir.

Örnek2:  

Şekildeki devrede

Rf = 10 KΩ

R1 =2 KΩ

R2 =5 KΩ

Vgr1 = 2 volt

Vgr2 = 5 volt

Olduğuna göre Vçk = ?

Cevap:

Op-Amp’ın Faz Terslemeyen (Non-Inverting) Yükselteç olarak Kullanılması

Şekilde op-ampın faz terslemeyen yükselteç olarak kullanımı görülmektedir. Devrede sinyal terslemeyen (+) girişe uygulanmıştır. Giriş ile çıkış işaretleri arasında faz farkı yoktur.

Olarak ifade edilebilir. Bu bağlantıda çıkış empedansı oldukça yüksektir.

Örnek3:

Şekil 2.5. deki devrede

Rf = 100 KΩ

R1 = 50 KΩ

Vgr = 2 volt

Vçık = ?

Cevap:

LM741 içyapısı ve ayak bağlantıları

Şekilde görüldüğü gibi LM741 işlemsel yükselteci 8 uçlu, genellikle plastik bir kılıf içinde bulunmaktadır. 2 nolu uç eviren giriş, 3 nolu uç evirmeyen giriş, 6 nolu uç ise çıkış ucudur. 7 nolu uç +V ve 4 nolu uç –V besleme gerilimi için kullanılmıştır. 1 ve 5 numaralı uçlar giriş dengesizlik gerilimi ayarı için kullanılmaktadır.  1 ve 5  nolu  uçlar gerekmedikçe kullanılmaz ve boş bırakılır. 8 nolu uç ise kullanılmamaktadır.

Aşağıdaki cümlelerin başında boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız.

1.  (   ) Giriş empedansı, bir devrenin kendinden önce gelen devrenin çıkış akımına karşı ne kadar zorluk göstereceği ya da kendinden önce gelen devreden ne kadar akım çekeceğini ifade eden bir özelliğidir.

2.  (      ) LM741 in bant genişliği sonsuzdur.

3. (  ) İşlemsel yükselteçler analog bilgisayar işlemleri yapabilir.

4.  (    ) İdeal bir işlemsel yükseltecin giriş uçları kısa devre edildiğinde çıkış gerilimi 0V olur.

5.  (   ) Çıkış gerilimleri hiçbir zaman besleme gerilimine ulaşmaz.

6.  (   ) Giriş direnci eviren ve evirmeyen giriş uçlarından ohmmetre ile ölçülür.