İşlemsel kuvvetlendirici

İşlemsel kuvvetlendirici (İngilizce kısaltma: OA, OPA ya da opAmp | operational amplifier) doğru akım ile bağlanmış ve sinyal artırma gücü çok yüksek (ideal olarak sonsuz) bir elektronik kuvvetlendiricidir. 1968 yılında Fairchild Semiconductor şirketi tarafından icat edilmiştir. İşlemsel kuvvetlendiriciler devrede çok yönlü uygulanabilirliğe sahiptirler. Temel devre yapısı diferansiyel kuvvetlendiricinin devre yapısı gibidir.

Bir işlemsel kuvvetlenidircinin devre sembolü

İşlemsel kuvvetlendiriciler, biri sinyali "ters çeviren" (gösterim: "–" ya da "–In") biri "ters çevirmeyen" (gösterim: "+" ya da "+In") olmak üzere genelde iki girişlidir. Bu girişlerin öz dirençleri yüksektir, böylece üzerlerinden içeri ya da dışarı kayda değer bir akım geçmez. Çıkış (gösterim: "Out") ise bir tane ve genellikle asimetriktir.

Bu tip kuvvetlendiricilerin analog uygulamalar için negatif dönüt ile işletilmesi gereklidir, yoksa kuvvetlendirme etkeninin büyüklüğü sadece en yüksek ya da en düşük düzeydeki çıkış akımına izin verir. Bu negatif dönüt kuvvetlendiricinin çıkışından negatif girişine doğru olan geri bildirimde görülebilir. Bu tür devrelerde kuvvetlendirici pozitif ve negatif girişlerdeki potansiyelin eşit olmasını sağlayan gerilim değerinin elde edilmesi için çıkışı kontrol eder. Dijital uygulamalarda ise komparatörlerdeki gibi negatif dönütsüz veya sadece pozitif dönüt ile Schmitt tetikleyici olarak kullanılırlar. Bu durumda çıkıştan bir ya da iki girişe birden bağlanan direnç ve kondansatörler devrenin tutumunu belirler. Negatif bir dönüt ters çeviren girişe yönelir ve gerilim kuvvetlendirmesine karşı koyar, başka bir deyişle kısıtlar. Pozitif dönüt ise ters çevirmeyen girişe yönelir ve Schmitt tetikleyicisi gibi bir etki yaratırlar. Kuvvetlendiriciler seçilen devre elemanına göre doğrusal ve doğrusal olmayan farklı işlemler yapma özelliğine sahiptir. Adında geçtiği gibi doğrusal kuvvetlendirme, logaritma ve integral alma, birçok sinyali komparatör olarak karşılaştırma, toplama ve çıkarma işlemlerini yapabilirler. Analog bilgisayarlar işlemsel kuvvetlendirici mantığına dayanmaktadır.

İşlemsel kuvvetlendiricilerin üretimi kendinden önceki devrelere göre daha ucuzdur ve boyut olarak da daha küçüklerdir, bu sebepten birimsel olarak çok sayıda üretilirler. Her açıdan verimli olmaları onları tercih edilen bir analog elektronik elemanı yapar.

Kaynaklar

• Joachim Federau: Operationsverstärker. 6. Auflage. Springer Vieweg, Wiesbaden 2013, ISBN 978-3-8348-2146-1 (eBook 15 Haziran 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.)