Operasyonel Amplifikatör (Op-amp)
 

Opamp, iki girişli yüksek kazanç kuvvetlendiricisidir. Girişlerden biri terslendirmeyen (noninverting) giriş olarak adlandırılır ve ( + ) işaret ile gösterilir. Diğer iki giriş terslendiren giriş olarak bilinir ve ( - ) işaret ile gösterilir. Opamp iki giriş arasında görülen her voltaj farkını kuvvetlendirir ve opamp açık çevrim kazancıyla çarpılarak çıkışa aktarılır.

V0 =A[V1-V2]

Burada;

V0: çıkış voltajı
A: opampın açık çevrim kazancı,
V1: terslendirmeyen girişteki voltaj
V2 :terslendiren girişteki voltaj
Eğer V1 ile V2 aynı potansiyele sahipse ise çıkış ‘0’ volttur.


İdeal bir opamp aşağıdaki özellikler sahiptir;

1-Sonsuz voltaj kazancı (A01= ¥ )terslendirmeyen ve terslendiren girişler arasındaki çok küçük bir potansiyel farkı, maksimum çıkış voltajına sahip olur.

2-Giriş direnç sosuzdur(Ri= ¥ ). Girişler arasındaki potansiyel farkı, giriş terminallerinden herhangi bir akım akmasını izin vermez.

3-Çıkış direnci sıfırdır (R0= 0 ).

4-Sonsuz bant genişliği vardır(BG= ¥ ). Opamp tüm frekansları eşit olarak kuvvetlendirir.

5-Sıfır offset. Girişler arasındaki potansiyel farkı 0V olduğunda çıkış 0V olur.

Bu beş ideal özellik hiçbir opampda bulunmaz.Örnek olarak 741 opamp'ın karakteristikleri Ri=2MW A0=200V/mV ve R0=75W dur.
Birçok opamp ayrı bir güç kaynağına ihtiyaç duyar. Bu güç kaynağının 3 adet bağlantı ucu vardır. Biri +Vcc ,diğeri –VEE ve sonuncusu ise toprağa bağlanan ortak uçtur (common).

http://www.edunya.net/datas/resim/opamp.gif

Opamp’ın giriş çıkış ve güç kaynağı bağlantıları Opampın basit eşdeğer devresi

Çıkış offset voltajı: İdeal durumda, opampın girişine 0V giriş uygulandığında çıkış voltajı 0 olmalıdır. Fakat gerçekte , giriş 0V olsa bile çıkışta küçük bir DC seviye vardır. Bu istenmeyen olay çıkış terminalinde iki sebebe dayanır: 1) Giriş kutuplama akımı ve 2) Giriş offset voltajı.

Giriş kutuplama akımı: Çıkış geriliminin 0v olması halinde her iki giriş terminalinden akan akımın ortalamasıdır.

Giriş dengeleme(offset) akımı: Çıkış geriliminin 0v olması halinde her iki giriş terminalinden akan akımın farkıdır.

Giriş dengeleme(offset) voltajı:Çıkış gerilimini 0V yapabilmek için giriş terminalleri arasına uygulanması gereken DC gerilimdir.

Giriş empedansı: Giriş terminallerinden birinin topraklanması halinde giriş terminalleri arasında görülen dirençtir.

Çıkış empedansı: Çıkış terminalleri ile toprak arasındaki dirençtir.

Kısa devre çıkış akımı: Çıkışın toprak veya besleme gerilimlerinden biriyle kısa devre edilmesi halinde çıkıştan akan akımdır

OPAMP BAĞLANTI ŞEKİLLERİ

Terslendiren kuvvetlendiriciler:

Şekilde görülen terslendiren kuvvetlendirici devresi de bir geribeslemeli devredir.Geribesleme sadece R2 direnci ile yapılmıştır.Op amp devreleri arasındaki gerilim farkı çok küçük olup bir işaret kaynağı için op ampın (–)girişi 0V sıfır potansiyelinde görülür.Bu yüzden (–) giriş ucu görünürde toprak olarak adlandırılır.Şekil deki I akımı toprağa akıyormuş gibi görünür.Fakat toprağa doğrudan yol olmadığından ve op ampın giriş direnci çok yüksek olduğundan dolayı bu akım R2 üzerinden akacaktır.Bu devrede 180 derecelik bir faz farkı oluşmaktadır.

http://www.edunya.net/datas/resim/opamp%28invert%29.gif

Terslendirmeyen kuvvetlendirici:

Şekilde görülen terslendirmeyen kuvvetlendirici devresinde herhangi bir faz farkı olmaksızın girişteki işaret çıkışa kuvvetlendirilerek verilir.Bu devre yüksek empedanslı bir kaynağı düşük empedanslı bir yükten izole etmek için tampon olarak kullanılabilir.

http://www.edunya.net/datas/resim/op...ninvert%29.gif

Gerilim takipçisi(voltage fallower):

Şekildeki devre bir gerilim takipçisi olup bu devrede yapılan geribesleme oranı 1 dir.Dolayısıyla devrenin kazancı da 1 olup sistemin girişi ile çıkışı aynıdır.Bu devre çok yüksek bir giriş ve çok düşük bir çıkış empedansına sahip olup genellikle yüksek empedanslı işaret kaynaklarını düşük empedanslı yüklere uyarlamada kullanılır.devrenin çıkış ifadesi Vo=Vi dir.