Site içi Arama

Ara

Opamp - İşlemsel Yükselteç

Mehmet Yılmaz - 13.11.2011

İşlemsel yükselteç, İşlemsel Kuvvetlendirici, Operational Amplifier, OPAMP

Bu yazı dizisinde OPAMP ve ilgili konuları detaylandırmaya ve örneklendirmeye çalışacağım.

Opamp Tarihi Süreç:

Bu ismini ilk geliştirildikleri zamanlarda kullanıldıkları alanlara uygun olarak aldı. İlk geliştirildiklerinde toplama, çıkarma, çarpma, integral alma gibi matematiksel işlemleri yapmakta kullanılmışlardı. Daha sonraları ise çok geniş bir kullanım alanına kavuştu ve elektronik ile ilgili her alanda kullanılır oldu.

Opamp Tanımı:

İşlemsel yükselteçler, kısaca, çok yüksek kazançlı fark kuvvetlendiricileri olarak tanımlanabilirler. Opamplar, gerilim ve akım kazancı sağlayan devreler olup, güç kazancı yada empedans dönüştürme de yapabilirler. Ayrıca kullanım alanlarına görede çeşitli sınıflandırma lar yapımaktadır. Kullanım alanı genişliği göz önüne alınırsa tenel bir devre elemanı olarak tanımlanabilir.

Temel Opamp Şekli:

Bu şekli incelediğimizde görüldüğü gibi opamların iki girişi vardır.

- işareti taşıyan giriş: Eviren giriş, inverting input,
+ işareti taşıyan giriş: Evirmeyen, noninverting input.

(-) işaretli giriş ucuna sinyal uygulandığında çıkıştan 180° faz farklı bir çıkış sinyali alınır. (+) işaretli giriş ucuna uygulandığı zaman da çıkıştan alınan sinyalle girişe uygulanan sinyal arasında faz farkı olmaz. Yani aynı fazda bir çıkış sinyali alınır.

Temel Opamp Devresi:

Opampların Beslenmesi:

Opamplar simetrik olarak beslenir. Yani birbirine seri olarak bağlı iki gerilim kaynağının orta noktaları devrenin şasesi olacak şekilde bağlanarak beslenir. OP-AMP sembolünde +V ve -V uçları, besleme kaynağının bağlandığı uçlardır. Bu uçlardan +V ucu pozitif besleme ucu, -V ise negatif besleme ucudur. Bu simetrik besleme kaynağının (devresinin) iyi regüle edilmiş gerilim kaynakları olmaları gerekmektedir.

Opamp temel besleme devresi şekli:

Uygulanabilir temel besleme devresi şekli:

Opamplar genel olarak simetrik 15 voltluk bir gerilim kaynağı ile beslenir. Yine 12 volt veya 9 volt gibi kaynaklar da kullanılaı. Bazı şema çizimlerinde opampların besleme uçları çizilmeyebilir, hiç gösterilmeyebilir. Devre normal çalışma şartlarında 100 miliamper civarında akım çekebilir

Opamp'larda çekilen akım:

Opamplarda besleme gerilimi verildiği anda entegre yapısında kullanılan transistörlerden dolayı besleme dışındaki uçları bağlanmasa dahi bir akım geçmeye başlar. Bu akım 741, LM358, LM324 gibi ortalama opamplar açısından 1,7 miliamperdir. Bu ortalama değeri ölçü alarak opamp'ın boşta iken harcadığı gücü şu formülle hesaplayabiliriz:

P=((+V Besleme)+(-V Besleme))x1,7 volt

Örnek : Devre 15 volt simetrik besleme ile beslendiğine göre opamp boşte ve gerilim kaynağına bağlı iken harcadığı güç ne kadardır?

P=(15V+15V)x1.7mA
P=51 miliWatt

Opamp'larda Çıkış Akımı:

Opamp'lardan 741'i örnek alırsak, kısa devre korumalı olrak imal edilmiş ve devre çıkışı bir akım sınırlayıcı devre ile korunmuştur. 741 opamp entegresinin çıkış kısa devre akımı 25 miliamperdir. Bu değerden şunu ifade edebiliriz. Bir 741 opamp entegresinden en fazla 25 miliamper akım elde edilebilir.

Normal çalışma şartlarında ise devrenin çıkış akımı yük direnci ile ilgilidir. Bunu ise formülde gösterecek olursak;

I=Devre çıkış gerilimi/direnç değeri

Bu formüle örnek: Devre çıkışında 12 volt var ve yük direnci 10KΩ ise çıkış akımı nedir?

I=12V/10KΩ
I=12/10000
I=1,2 miliamper

Bu örnek için ilkesel devre:

Üretici katalograrında genellikle  yük direnci olarak 10KΩ veya daha büyük direnç kullanılması tavsiye edilmektedir. Ayrıca 2KΩ'dan daha küçük direnç bağlanmaması önerilmektedir.

Opamp'larda Çıkış Gerilimi:

Opampların çıkışlarındaki gerilim, devreye uygulanan besleme simetrik gerilimi ile orantılıdır. Devreye uygulanan gerilim 15 volt ise devrenin çıkışında en fazla 13 volt elde edilebilir. Aradaki kaybolan 2 voltluk fark ise entegrenin iç yapısı ile ilgilidir. Entegrenin çıkış transistörlerinin kollektör-emiter uçları arasında bu 2 volt kaybolur (kullanılır).

Ekler:

Bu yazıya ait kicad çizim dosyalarını indirmek için tıklayınız.

Texas Instruments UA741 datasheet

National LM741 datasheet

ST UA741 datasheet



Adana'da dünyaya geldi. Televizyon tamirciliğınde çırak olarak erken dönemde iş hayatına başladı. Daha sonraları Adana ve Ankara'da imalat, bilgisayar ve danışmanlık sektöründe iş hayatına devam etti. Şu anda kendisine ait işyerinde çalışmalarına devam etmektedir.
Web adresi: www.teknimer.com
E-posta: mehmet@teknimer.com
İçerik Yan Blok
Konular
Tasarım: Teknimer Teknoloji
Yukarı