OP-AMP Nedir ? Yapısı Ve Çalışma Prensibi

Op-amp (işlevsel yükselteç) Nedir ?

OP-AMP Nedir, özellikleri ve Kullanım alanı nelerdir incelemesine başlıyoruz. Öncelikle OP – AMP nedir? OP-AMP’ın adı ingilizceden dilimize geçmiş şekildedir. Açılımı Operational Amplifier’dir. Türkçe işlevsel Yükseltici denilebilir. Bu devreler, isminin de belirttiği gibi elektronik devrelerin işlevlerini artırmak amacıyla kullanılır. Sinyal yükseltme gücü çok yüksek entegre devrelerdir. DC (doğru akım) kaynağı ile beslenirler. Bu sayede akım ve gerilim kazancı sağlarlar. Buna bağlı olarak güç yükseltme ve empedans dönüştürme görevleri de yaparlar. İlk Op Amp’lar 1968 yılında Fairchild Semiconductor şirketi tarafından icat edilmiş ve kullanılmıştır.

Op-amp’ın Çalışma Prensibi

op-amp

Genellikle OP Amp’larda iki giriş, bir çıkış ve iki tane besleme ucu bulunmaktadır. + girişe evirmeyen (terleştirmeyen / non-inverting) uç, (-) giriş ucuna ise eviren ( tersleştiren/  inverting) uç ismi verilir. Bu uçlar çıkıştaki faz farkını etkilemektedir. Eviren uca sinyal uygulandığında çıkıştan 180 derecelik faz farklı sinyal elde edilir. Evirmeyen uca sinyal uygulandığında ise girişteki sinyal ile çıkıştaki sinyal arasında herhangi bir faz farkı bulunmaz.

OP Amp’lerin yapılarında BJT, JFET ve Mosfet tipi transistörler kullanılır. 1940lı yılların ilk yarısında işlevsel yükselticilerin yapımı birçok transistör, kondansatör ve dirençler ile oldıkça komplex yapılardı. Bu kadar komplex yapıların kullanımı çok ihtiyaç duyulduğunda tercih ediliyordu. Teknolojinin gelişimi ile gömülü sistemlerin ve entegre sistemlerin ilerlemesi sayesinde, OP Amp yapıları daha basit olarak üretilebilmesini sağladı. Günümüz teknolojisinde elektronik sektöründe daha verimli ve sık kullanımına da sebep oldu.

Üretilen hesaplanan işlevsel yükselticilerin temelde bilinen özellikleri, uygulamaya geçildiğinde hesaplandığı gibi olmamaktadır. İdeal değerlerin kullanımı ne kadar sağlanırsa sağlansın, pratikte karşılaşılan değerler aynı olmamaktadır. İdeal bir işlevsel yükselticinin kazancı sonsuz ve çıkış direncinin sıfır olduğu hesaplanır. Gerilim kaldırma değerinin sonsuz olması, her değerdeki gerilimi beslemesi ile çalışabilir anlamına gelir. İdeal OP Amp’ta eviren uç ile evirmeyen uç arasındaki direnç değeri ve bu girişler ile topraklama arasındaki direnç değerleri sıfırdır.

Op-amp Çeşitleri Ve Kullanım Alanları

İşlevsel yükselticinin kullanım alanları oldukça geniş bir alandır. Bir çok amaç için kullanılır. Dört işlem hesabının yanında türev, integral, logaritma hesaplamalarında da başarılı uygulamalar gerçekleştirmiştir. OP Amp’lar analog bilgisarların çalışma prensibine benzer şekilde yaptıkları matematiksel işlemlerin dışında isminin de belirtiği üzere yükseltme ve kazanç işlevi yapmaktadır. İşlevsel yükselticilerin karakterlerinde sonsuz band genişliği, sonsuz giriş empedansı ve sıfır çıkış empedans vardır ve DC devrelerinde yüksek gerilim kazancı sağlarlar. Sinyal yükseltme ile ses frekansı yükseltici, motor kontrol yükseltici gibi görev alanları arasında olabilmektedir. Ayrıca dalga şekillendirme işlemleri, regülasyon işlemleri, sinyal analiz ve üreteç işlemleri, test ve ölçme işlemleri, veri transfer işlemleri gibi amaçlar için de kullanılmaktadır.

Op-amp Devreleri

Birçok alana yayılmış olan işlevsel yükselticiler (OP Amp)  devre tip çeşitliliğini şöyle sıralayabiliriz.

  • Gerilim karşılaştırıcı
  • Terslemeyen yükseltici
  • Tersleyen yükseltici
  • Gerilim izleyici
  • Toplar yükseltici
  • Fark alıcı yükseltici
  • Türev alıcı yükseltici
  • İntegral alan yükseltici

            Örnekler arasında yer alan, türev alıcı devreye bir bakmak gerekirse; girişinde uygulanan sinayalin türevini alarak çıkış sinyali elde etme işlemini yapmaktadır. Giriş sinyaline üçgen şeklinde bir dalga uygulanan türev alıcı devre, çıkışında kare bir dalga üretir. Kare dalga sinyal giriş yapıldığında ise çıkışta sivri dalgalar meydana getirir. Bu işlelm integral işleminin tersi olduğu için, integral alan devre de tam ters mantıkla çalışır. Örneğin, integral alan devredeki direnç ile kondansatör yer değişimi ile türev alıcı bir devre haline getirebilmektedir. Türev alıcı devreler formüllerinin başındaki (-) işareti, devrenin faz dönüştüren bir devre olduğunu yani giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında 180 derece faz farkı olduğunu göstermektedir.

Op-amp İle Neler Yapılabilir ?

  • Analog bilgisayar işlemleri: toplama, çıkarma, bölme, çarpma, integral, türev alma, logaritma alma, üs alma, trigonometrik fonksiyonlar
  • Yükseltici işlemleri: Ölçme yükseltici, ses frekansı yükseltici, motor kontrol yükseltici, basit yükseltici devreler
  • Dalga şekillendirici İşlemler: Kırpıcı, sinüs-kare dalga dönüştürücü, kare-üçgen dalga dönüştürücü ve kenetleyiciler
  • Regülasyon işlemleri: Voltaj regülasyon işlemleri, Dc dönüştürücü, gerilim çoklayıcı işlemler ve konvertisör işlemler
  • Veri Transfer işlemleri: Gerilim frekans dönüştürücü ve kablolu veri transfer devreleri
  • Sinyal analiz işlemleri: Özel karşılaştırma işlemleri, pencere karşılaştırıcı, tepe dedektörü, gerilim dağıtıcı,
  • Sinyal Üretec işlemleri: Wien köprü osilatörü, Kare dalga ve üçgen dalga üreticileri, testere dişi ve darbe üreticileri, merdiven dalga üreticileri, gerilim kontrollü frekans üreteçleri, modülasyon işlemleri ve zamanlayıcı devreler
  • Test Ölçme İşlemleri: Akım, gerilim, direnç, frekans, faz, kapasite, güç transistör test, OP Amp test, ısı ve diğer fiziksel büyüklüklerin ölçümü
  • Filtre işlemleri: Aktif filtreleme işlemleri, alt geçirgen, üst geçirgen, band geçiren filtre işlemleri
  • OP Amp işlevsel yükselticiler oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptir. Elektroniğin her alanında sahip oldukları tip ve özelliklere göre OP Ampler kullanılmaktadır.

İlginizi Çekebilir : Mosfet Nedir ? Çalışma Prensibi ?

Twitter Adresimiz İçin Tıklayınız

Facebook Adresimiz İçin Tıklayınız

Tıkla puan ver
[Total: 3 Average: 5]

Yorumlar

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir