OP-AMP NEDİR ?

İşlemsel yükselteçler (Operational Amplifiers, kısaca OP-AMP) 196O'lı yılların sonlarına doğru kullanılmaya başlanmıştır. 741 ve 747 gibi entegre şeklinde üretilirler. Bu entegrelere dışarıdan bağlanan devre elemanları ile geri beslemesi ve dolayısıyla yükselteç devresinin

gerilim kazancı kontrol edilebilir.

OP-AMP ÇALIŞMA PRENSİBİ

Yüksek kazançlı lineer entegrelere op-amp denir.

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.

OP-AMP, 5 önemli özelliğe sahiptir. Bunlar;

• Kazancı çok fazladır.
• Giriş empedansı çok yüksektir.
• Çıkış empedansı sıfıra yakındır.
• Band genişliği fazladır.
• Girişe 0 Volt uygulandığında, çıkıştan yaklaşık 0 Volt elde edilir.

Op-Ampın Fonksiyonel Blok Diyagramı

Fark yükselteci;

Bu devrelere fark yükselteci denmesinin nedeni, girişlerine uygulanan iki sinyalin farkıyla orantılı bir çıkış sinyali üretmeleridir.

Gerilim Yükselteci;

Gerilim yükselteci istenilen yüksek kazancı sağlayabilmek için art arda bağlanmış birkaç yükselteç devresinden oluşur.

Çıkış Yükselteci;

işlemsel yükselteçlerin çıkış katlarında düşük çıkış direncini elde etmek amacıyla simetrik kolektörü şase yükselteç devreleri kullanılır. Bu düşük çıkış direnci sayesinde yeterli yük akımları elde edilebilir.

Şekil 1.1’te, kapalı çevrim denetimi sistemine daha pratik nitelikte örnek olabilecek bir devre görülmektedir. Bu, kapalı çevrim denetim sistemi için verilebilecek en basit devrelerden biridir. Devrede kullanılan 741 opampı, hata algılayıcı olarak kullanılmıştır. Opamp, girişe gelen gerilimlerin farkını alır.

OP-AMP ÇALIŞMA ÖZELLİKLERİ

• OP-AMP 'ın iki kazancı vardır. Bunlar açık çevrim ve kapalı çevrim kazancıdır. Kapalı çevrim kazancı, devreye harici olarak bağlanan geri besleme direnci ile belirlenir. Açık çevrim kazancı ise OP-AMP 'ın kendi kazancıdır. Yani direnç ile belirlenemeyen kazancıdır. Her ne kadar OPAMP 'ın kazancı yaklaşık 200.000 gibi bir değerde olmasına rağmen bu kazanç OP-AMP 'a uygulanan besleme voltajına bağlıdır.

• OP-AMP 'ın diğer özelliği 5MΩ 'a ulaşan giriş empedansıdır. Giriş empedansının bu kadar büyük olması, bağlı olduğu sinyal kaynağını ve bir önceki devreyi yüklememesi, küçük bir giriş akımı ile kumanda edilmesi gibi üstünlükleri vardır.

• OP-AMP 'ın çıkış empedansı idealde sıfır iken pratikte bu değer 100-150Ω arasındadır. OP-AMP 'ın çıkış empedansının küçük olması, çıkış akımını arttırarak kısa devrelerden zarar görmemesini sağlar.

• OP-AMP 'ın band genişliği 1MHz civarındadır. OP-AMP 'a uygulanan sinyalin frekansı yükseldikçe kazanç düşer. DC ve DC 'ye yakın sinyallerde OP-AMP 'ın kazancı yaklaşık 200.000 'dir. OP-AMP 'ın statik çalışmasında yani girişte sinyal yokken çıkışın 0 Volt olması gerekir. Ancak, pratikte giriş uçları arasında, çok küçük de olsa bir offset gerilimi oluşur. Bu küçük gerilim OP-AMP 'ın kazancı ile çarpılarak çıkışa aktarılır. Bu nedenle, OP-AMP entegrelerinde offset sıfırlama uçları bulunur.

Yüksek performans gereken yerlerde şekil 1.2 'da görüldüğü gibi harici bağlantılarda OPAMP 'ın çıkış gerilimi boşta iken sıfır yapılır. 741 entegresinin 1 ve 5 nolu uçlarına bir potansiyometre bağlanarak, orta ucu (-) voltaj kaynağına irtibatlandırılır.

LM741 iç yapısı ve ayak bağlantıları

Şekil 1.3’te görüldüğü gibi LM741 işlemsel yükselteci 8 uçlu, genellikle plastik bir kılıf içinde bulunmaktadır. 2 no.’lu uç eviren giriş, 3 no.’ lu uç evirmeyen giriş, 6 no’lu uç ise çıkış ucudur. 7 no.’lu uç +V ve 4 no.’lu uç –V besleme gerilimi için kullanılmıştır. 1 ve 5 numaralı uçlar giriş dengesizlik gerilimi ayarı için kullanılmaktadır. 1 ve 5 no.’lu uçlar gerekmedikçe kullanılmaz ve boş bırakılır. 8 no.’lu uç ise kullanılmamaktadır.

LİNK;

• http://www.megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/%C4%B0%C5%9Flemsel%20Y%C3%BCkselte%C3%A7ler.pdf
• http://hbogm.meb.gov.tr/modulerprogramlar/kursprogramlari/elektrik/moduller/islemselyukseltecler.pdf
• http://www.tech-tins.co.uk/details_page.php?id=tt21&catid=4
• www.deu.edu.tr/userweb/zeki.kiral/MAK3017/op_amp.pdf