ایک آپریشنل ایمپلیفائر (مختصراً op-amp) ایک ڈائریکٹ کپلڈ، ڈیفرینشل موڈ ان پٹ ہے، عام طور پر سنگل اینڈڈ آؤٹ پٹ ہائی گین وولٹیج یمپلیفائر۔ یہ آؤٹ پٹ پوٹینشل (زمین کے نسبت) پیدا کر سکتا ہے جو ان پٹ میں ممکنہ فرق سے سینکڑوں ہزار گنا بڑا ہے۔ اس کا نام اس لیے پڑا کیونکہ یہ ابتدائی طور پر ینالاگ کمپیوٹنگ سرکٹس جیسے کہ اضافہ اور گھٹاؤ کے کاموں میں استعمال ہوتا تھا۔

آپریشنل یمپلیفائر کا کام کرنے کا اصول

آپریشنل ایمپلیفائر کے تفریق ان پٹ میں ایک غیر الٹا ان پٹ وولٹیج اور ایک الٹا ان پٹ وولٹیج شامل ہوتا ہے۔ ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر صرف دو وولٹیجز کے درمیان فرق کو بڑھاتا ہے، جسے ڈیفرینشل موڈ ان پٹ وولٹیج کہا جاتا ہے۔ آپریشنل یمپلیفائر کا آؤٹ پٹ وولٹیج درج ذیل فارمولے سے دیا جاتا ہے:

Vout = (V+ - V-) * ایڈو

جہاں اڈو آپریشنل ایمپلیفائر کا اوپن لوپ ڈیفرینشل گین ہے۔

مثالی آپریشنل یمپلیفائر

ایک مثالی آپریشنل یمپلیفائر میں عام طور پر درج ذیل خصوصیات ہوتی ہیں:

1. لامحدود اوپن لوپ گین (Ado = +∞): ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کی ایک اہم خاصیت یہ ہے کہ اوپن لوپ حالت میں، ان پٹ پر موجود ڈیفرینشل سگنل میں لامحدود حد تک بڑا وولٹیج حاصل ہوتا ہے، جو عملی ایپلی کیشنز میں منفی فیڈ بیک کنفیگریشن کو شامل کرنے کے لیے آپریشنل ایمپلیفائر کو بہت موزوں بناتا ہے۔

2. لامحدود ان پٹ مائبادی (Zin/Rin = ∞): ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کے ان پٹ ٹرمینلز کسی بھی کرنٹ کو اندر جانے کی اجازت نہیں دیتے ہیں، یعنی V+ اور V- ٹرمینلز پر موجودہ سگنلز ہمیشہ صفر ہوتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ ان پٹ کی رکاوٹ لامحدود ہے۔

3. زیرو ان پٹ آفسیٹ وولٹیج

4. لامحدود بینڈوتھ (BW = ∞) زیرو فیز شفٹ اور لامحدود سلیو ریٹ کے ساتھ: ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کسی بھی فریکوئنسی کے ان پٹ سگنلز کو اسی فرق کے ساتھ بڑھا دے گا، بغیر سگنل فریکوئنسی کی تبدیلی کی وجہ سے بدلے گا۔

5. زیرو آؤٹ پٹ مائبادی (Zout/Rout = 0): ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کا آؤٹ پٹ ٹرمینل ایک بہترین وولٹیج کا ذریعہ ہے۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ ایمپلیفائر لوڈ کی طرف بہنے والا کرنٹ کیسے بدلتا ہے، ایمپلیفائر کا آؤٹ پٹ وولٹیج مستقل رہتا ہے، یعنی آؤٹ پٹ مائبادی صفر ہے۔

6. صفر شور

7. لامحدود کامن موڈ ریجیکشن ریشو (CMRR = ∞): ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر صرف V+ اور V- ٹرمینلز کے درمیان وولٹیج کے فرق کا جواب دے سکتا ہے، یعنی یہ صرف (V+ - V-) حصے کو بڑھاتا ہے۔ دو ان پٹ سگنلز کے مشترکہ حصے (یعنی کامن موڈ سگنل) کو مکمل طور پر نظر انداز کر دیا گیا ہے۔

8. لامحدود پاور سپلائی مسترد ہونے کا تناسب

ان تمام آئیڈیلائزیشنز کو مکمل طور پر محسوس نہیں کیا جا سکتا۔ ایک حقیقی آپریشنل ایمپلیفائر کے غیر لامحدود یا غیر صفر پیرامیٹرز کو نقل کرنے کے لیے آپریشنل ایمپلیفائر ماڈل میں مساوی ریزسٹرس اور کیپسیٹرز کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، ڈیزائنرز حتمی سرکٹ کی مجموعی کارکردگی میں ان اثرات کو مدنظر رکھ سکتے ہیں۔ حتمی ڈیزائن پر کچھ پیرامیٹرز کا اثر نہ ہونے کے برابر ہو سکتا ہے، لیکن دوسرے پیرامیٹرز جو حقیقت میں حتمی کارکردگی کو محدود کرتے ہیں ان کا حساب لگانا ضروری ہے۔

عام ایپلیکیشن ڈیزائن

(1) الٹا بند لوپ یمپلیفائر

مندرجہ بالا اعداد و شمار ایک الٹا بند لوپ یمپلیفائر کا سرکٹ دکھاتا ہے۔ یہ فرض کرتے ہوئے کہ یہ بند لوپ ایمپلیفائر ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کا استعمال کرتا ہے، اس کے لامحدود اوپن لوپ حاصل کی وجہ سے، آپریشنل ایمپلیفائر کے دو ان پٹ ٹرمینلز ورچوئل گراؤنڈ ہیں۔ اس کے علاوہ، کیونکہ ان پٹ کی رکاوٹ لامحدود ہے، Vin سے V- تک کرنٹ V- سے Vout تک کرنٹ کے برابر ہے، اس لیے:

(2) غیر الٹا بند لوپ یمپلیفائر

مندرجہ بالا اعداد و شمار ایک غیر الٹنے والے بند لوپ یمپلیفائر کا سرکٹ دکھاتا ہے۔ منفی فیڈ بیک وولٹیج ڈیوائیڈر ریزسٹرس Rf اور Rg کے ذریعے کلوزڈ لوپ گین Acl=Vout/Vin کا تعین کرتا ہے۔ بیلنس اس وقت قائم ہوتا ہے جب Vout صرف Inverting ٹرمینل پر وولٹیج کو Vin کے برابر کرنے کے لیے کافی ہو۔ لہذا، پورے سرکٹ کا وولٹیج حاصل 1 + Rf/Rg ہے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج فارمولا ہے:

(3) جوڑنے والا

مندرجہ بالا اعداد و شمار ایک ایڈر سرکٹ کو ظاہر کرتا ہے. ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کی حالت کے تحت، کیونکہ ان پٹ کی رکاوٹ لامحدود ہے، R1 کے ذریعے کرنٹ R2 کے ذریعے کرنٹ کے برابر ہے، اور اسی طرح، R3 کے ذریعے کرنٹ R4 کے ذریعے کرنٹ کے برابر ہے۔ تو:

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

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

ورچوئل شارٹ سرکٹ کی وجہ سے بھی، یہ ہے: V+=V_

پھر یہ اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ: Vout=V1+V2

(4) انٹیگریٹر سرکٹ

مندرجہ بالا اعداد و شمار ایک انٹیگریٹر سرکٹ کو ظاہر کرتا ہے۔ ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کی حالت کے تحت، اوپن لوپ حاصل لامحدود ہے، الٹنے والے ان پٹ ٹرمینل پر وولٹیج نان انورٹنگ ٹرمینل کے برابر ہے، اور چونکہ ان پٹ رکاوٹ لامحدود ہے، R1 کے ذریعے کرنٹ C1 کے ذریعے کرنٹ کے برابر ہے۔

R1 i=V?/R سے گزرنے والا کرنٹ؟

C1 i=C·dU./dt سے گزرنے والا کرنٹ

تو Vout =((-1/(R?·C?)·fV?dt

آؤٹ پٹ وولٹیج وقت کے ساتھ ساتھ ان پٹ وولٹیج کے انٹیگرل کے متناسب ہے، اسی لیے اسے انٹیگریٹر سرکٹ کہا جاتا ہے۔

(5) تفریق سرکٹ

مندرجہ بالا اعداد و شمار ایک تفریق سرکٹ کو ظاہر کرتا ہے۔ ایک مثالی آپریشنل ایمپلیفائر کی حالت کے تحت، اوپن لوپ حاصل لامحدود ہے، الٹنے والے ان پٹ ٹرمینل پر وولٹیج نان انورٹنگ ٹرمینل کے برابر ہے، اور چونکہ ان پٹ رکاوٹ لامحدود ہے، R1 کے ذریعے کرنٹ C1 کے ذریعے کرنٹ کے برابر ہے۔

اگر V1 اچانک لاگو ہونے والا DC وولٹیج ہے، تو آؤٹ پٹ Vout V1 کے مخالف سمت میں پلس کے مساوی ہے۔

Slkor SL8634XS14 جنرل Op-amp SOP-14

اس بارے میں SLKOR:

SLKORجس کا صدر دفتر شینزین، چین میں ہے، پاور سیمی کنڈکٹر سیکٹر میں تیزی سے ابھرتا ہوا قومی ہائی ٹیک انٹرپرائز ہے۔ بیجنگ اور سوزو میں R&D مراکز کے ساتھ، اس کی بنیادی تکنیکی ٹیم سنگھوا یونیورسٹی سے نکلتی ہے۔ سلکان کاربائیڈ (SiC) پاور ڈیوائس ٹیکنالوجی میں ایک اختراع کار کے طور پر، SLKORکی مصنوعات کو نئی انرجی گاڑیوں، فوٹو وولٹک پاور جنریشن، صنعتی IoT، اور کنزیومر الیکٹرانکس میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، جو عالمی سطح پر 10,000 سے زیادہ کلائنٹس کو اہم سیمی کنڈکٹر حل فراہم کرتے ہیں۔

کمپنی اپنے SiC MOSFETs اور 2th-generation ultrafast recovery SBD diodes کے ساتھ سالانہ 5 بلین یونٹس فراہم کرتی ہے جو کارکردگی کے تناسب اور تھرمل استحکام میں صنعت کے معیارات کو قائم کرتی ہے۔ SLKOR 100 سے زیادہ ایجادات کے پیٹنٹ رکھتا ہے اور 2,000+ پروڈکٹ ماڈل پیش کرتا ہے، اپنے IP پورٹ فولیو کو پاور ڈیوائسز، سینسرز، اور پاور مینجمنٹ ICs میں مسلسل پھیلاتا ہے۔ ISO 9001، EU RoHS/REACH، اور CP65 تعمیل سمیت سرٹیفیکیشنز تکنیکی جدت، دبلی پتلی مینوفیکچرنگ، اور پائیدار ترقی کے لیے کمپنی کی ثابت قدمی کو ظاہر کرتے ہیں۔