Скачать или смотреть แอมพลิฟายเออร์ OP AMP, ความต้านทานอินพุต, ความต้านทานเอาต์พุต, ปัจจัยการขยาย | วิดีโอ 1/2

แสดงแผนผังภายในของแอมพลิฟายเออร์เชิงปฏิบัติการ OP ในซีรีส์ LM380 หรือ LM381 ซึ่งเป็นวงจรรวมที่ประกอบด้วยส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์หลายตัว โครงสร้างภายในแบบง่ายมีตัวต้านทาน 6 ตัว ไดโอด 4 ตัว และทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ 9 ตัว นอกจากนี้ยังมีขาเชื่อมต่อหลัก 5 ขา (V+, V-, Vcc, Vee และ Vout) ส่วนขาอื่น ๆ ใช้สำหรับการปรับแต่งและการบำรุงรักษา

แอมพลิฟายเออร์ OP เป็นส่วนประกอบที่ทำงานได้เมื่อได้รับแหล่งจ่ายไฟจากขาเชื่อมต่อสองขา (Vcc) และ (Vee) หากเชื่อมต่อขา Vcc กับแหล่งจ่ายไฟบวกและขา Vee กับแหล่งจ่ายไฟลบ จะเรียกว่าวงจรจ่ายไฟแบบแยกหรือแบบคู่ สามารถเชื่อมต่อขา Vcc กับแหล่งจ่ายไฟบวกและ Vee กับกราวด์ที่เป็นศูนย์โวลต์ได้เช่นกัน ซึ่งจะเรียกว่าวงจรจ่ายไฟแบบเดี่ยว

สัญญาณที่จะขยายเข้าสู่แอมพลิฟายเออร์ผ่านขา (V+) และ (V-) ซึ่งเป็นสองอินพุต ขา (V+) เรียกว่าขาอินพุตไม่กลับเฟส และขา (V-) เรียกว่าขาอินพุตกลับเฟส สัญญาณอินพุตหลังจากถูกขยายจะส่งไปยังขาเอาต์พุต Vout ในตัวอย่างการใช้งาน เราจะเห็นว่าทำไมจึงเรียกว่า "กลับเฟส" และ "ไม่กลับเฟส"

ในการวิเคราะห์วงจรแอมพลิฟายเออร์ OP เราไม่จำเป็นต้องทราบสิ่งที่เกิดขึ้นภายใน ไม่ต้องคำนวณกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน ไดโอด ทรานซิสเตอร์ แรงดันไฟ หรือศักย์ไฟที่ตำแหน่งต่าง ๆ ภายในแอมพลิฟายเออร์ ส่วนประกอบภายในได้รับการออกแบบมาเพื่อขยายสัญญาณอินพุตที่เข้าสู่ขา (V+) และ (V-) และส่งผ่านออกทางขา Vout

การทำงานและประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์ OP ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าจ่าย Vcc และ Vee แอมพลิฟายเออร์ไม่สามารถขยายสัญญาณให้มีแอมพลิจูดใหญ่กว่าค่าแรงดันไฟ Vcc หรือ Vee ได้ ดังนั้นสัญญาณขยายที่ออกจากแอมพลิฟายเออร์ OP จะมีแอมพลิจูดที่ไม่เกินค่า Vcc หรือ Vee หากแอมพลิจูดเกินค่า แอมพลิฟายเออร์ OP จะลดสัญญาณลงเพื่อให้อยู่ภายในค่า Vcc หรือ Vee ซึ่งในกรณีนี้สัญญาณเอาต์พุตจะถูกครอบ

แอมพลิฟายเออร์ OP ออกแบบมาในช่วงแรกเพื่อใช้งานในเครื่องคำนวณอนาล็อก แรงดันไฟจ่ายของแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้จึงต่ำ โดยอยู่ระหว่าง 5 [V] ถึง 40 [V]

เนื่องจากลักษณะการทำงานที่จำกัดในความถี่ของแอมพลิฟายเออร์ OP วงจรตัวกรองแบบพาสซีฟที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำและคาปาซิเตอร์จะเหมาะสมกับความถี่สูง ในขณะที่ตัวกรองแอคทีฟเหมาะสำหรับความถี่ปานกลางถึงต่ำ โดยใช้แอมพลิฟายเออร์ OP

แอมพลิฟายเออร์ OP ถูกแทนที่ด้วยวงจรเทียบเท่าซึ่งประกอบด้วยความต้านทานอินพุต (Zin) และวงจรเทียบเท่าของ Thévenin ที่ความต้านทานเทียบเท่า Thévenin Rth แสดงถึงเส้นทางของเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ OP ความต้านทานนี้เรียกว่าความต้านทานเอาต์พุต (Zout)

ด้วยการกำหนดค่าภายในของแอมพลิฟายเออร์ OP โดยเฉพาะลักษณะของทรานซิสเตอร์ Zin มีค่ามากกว่า Zout อย่างมาก (ดูวิดีโอเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์)

สุดท้าย ค่าการขยาย (A) ของแอมพลิฟายเออร์ OP สูงมาก เนื่องจากมีการใช้ทรานซิสเตอร์หลายตัวเรียงต่อกันเพื่อขยายสัญญาณอินพุตหลายครั้งผ่านหลายชั้นการขยาย ตัวทรานซิสเตอร์แต่ละตัวมีความสามารถในการขยายตั้งแต่ 20 ถึง 1000 เท่าหรือมากกว่า ดังนั้นการใช้ทรานซิสเตอร์ 10 ตัว สามารถทำให้เกิดค่าการขยายแบบต่อเนื่อง A = 10 000 ได้ เป็นที่พบเห็นได้บ่อยว่าแอมพลิฟายเออร์ OP AMP มีค่าการขยาย A = 200 000

สามารถดูเพิ่มเติมได้จากวิดีโอชื่อ « แอมพลิฟายเออร์ OP, ความต้านทานอินพุต, ความต้านทานเอาต์พุต, ปัจจัยการขยาย, วิดีโอ 2/2 »