Operational transconductance amplifier
ಆಪರೇಷನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ (ಒಟಿಎ) ಒಂದು ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದರ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಇದು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪ್ರವಾಹ ಮೂಲವಾಗಿದೆ (ವಿ. ಸಿ. ಸಿ. ಎಸ್). ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಇನ್ಪುಟ್ ಇರುತ್ತದೆ. ಒಟಿಎ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಅನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ ಭೇದಾತ್ಮಕ ಇನ್ಪುಟ್ ಹಂತವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ನಕಾರಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು. ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿದ್ದ ಮೊದಲ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಆರ್ಸಿಎ 1969ರಲ್ಲಿ (ಜನರಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ವಾಧೀನಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು) ಸಿಎ3080 ರೂಪದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಿತು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆಯಾದರೂ, ಫೀಲ್ಡ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಹ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಪ್-ಆಂಪಿಯಂತೆ ಬಹುಪಾಲು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಆಪ್-ಆಂಪಿಯ ಕಾರ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಟಿಎ ಸ್ವತಃ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಆಗಿದೆ. ಅದರ ಪ್ರಮುಖ ಉಪಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳಾದ ವೇರಿಯೇಬಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಆಸಿಲೇಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ವೇರಿಯೇಬಲ್ ಗೇನ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ಅನುಷ್ಠಾನಗೊಳಿಸುವುದು, ಇವು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಆಪ್-ಆಂಪಿಯರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟ. ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಆಪರೇಷನಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ಗಳಿಂದ ಪ್ರಧಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಅದರ ಕರೆಂಟ್ ಔಟ್ಪುಟ್ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಆಪರೇಷನಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಗಿದೆ. ರೇಖೀಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಲ್ಲದೆ ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "ಓಪನ್-ಲೂಪ್" ಎಂದು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಧ್ಯ ಏಕೆಂದರೆ ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಪ್ರಮಾಣವು ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳೊಂದಿಗೂ ಔಟ್ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ಗೆ ಹೋಗುವುದನ್ನು ತಡೆಯುವ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಆದರ್ಶ ಒ. ಟಿ. ಎ. ಯಲ್ಲಿ, ಔಟ್ಪುಟ್ ಪ್ರವಾಹವು ಭೇದಾತ್ಮಕ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ರೇಖೀಯ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆಃ ಇಲ್ಲಿ ವಿನ್ + ಎಂಬುದು ಇನ್ವರ್ಟಿಂಗ್ ಇನ್ಪುಟ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ವಿನ್-ಎಂಬುದು ಇನ್ವರ್ಟಿಂಗ್ ಇನ್ಪುಟ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಜಿಎಂ ಎಂಬುದು ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಆಗಿದೆ. ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಅದರ ಲೋಡ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆಃ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಲಾಭವು ನಂತರ ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಭೇದಾತ್ಮಕ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಿಂದ ಭಾಗಿಸುತ್ತದೆಃ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇನ್ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಐಎಬಿಸಿ ("ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಬಯಾಸ್ ಕರೆಂಟ್") ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಈ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಈ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವು ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಗೇನ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕೆ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಆದರ್ಶವಲ್ಲದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಆಪ್-ಆಂಪಿಯಂತೆ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಒಟಿಎಗಳು ಕೆಲವು ಆದರ್ಶವಲ್ಲದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಇವು ಸೇರಿವೆಃ ಇನ್ಪುಟ್ ಹಂತದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭೇದಾತ್ಮಕ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ಪುಟ್ ಹಂತದ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದತೆ. ಸಿಎ3080 ನಂತಹ ಆರಂಭಿಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ಇನ್ಪುಟ್ ಹಂತವು ಭೇದಾತ್ಮಕ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ಎರಡು ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು. ಈ ಸಂಪರ್ಕದ ವರ್ಗಾವಣೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು 20 mV ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳಿಗೆ ಸರಿಸುಮಾರು ರೇಖೀಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಔಟ್ಪುಟ್ ಅನ್ನು ರೇಖೀಯಗೊಳಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಇಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ ಓಪನ್ ಲೂಪ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಮಿತಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ನಿಯತಾಂಕವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಒಂದು ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಕೆಳಗೆ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗಿದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ನ ತಾಪಮಾನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ. ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ಇಂಪೆಡೆನ್ಸ್ನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಇನ್ಪುಟ್ ಬಯಾಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಇನ್ಪುಟ್ ಆಫ್ಸೆಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಕರೆಂಟ್ Iabc. ನಂತರದ ಸುಧಾರಣೆಗಳು ಒ. ಟಿ. ಎ. ಯ ಹಿಂದಿನ ಆವೃತ್ತಿಗಳು ಐಬಿಯಾಸ್ ಟರ್ಮಿನಲ್ (ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ) ಅಥವಾ ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು (ಅದರ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ) ಹೊಂದಿರಲಿಲ್ಲ. ಅವೆಲ್ಲವನ್ನೂ ನಂತರದ ಆವೃತ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರಿಸಿದಂತೆ, ಡಯೋಡ್ಗಳ ಆನೋಡ್ಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಒಂದರ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಇನ್ವರ್ಟಿಂಗ್ ಇನ್ಪುಟ್ಗೆ (ವಿಐಎನ್ +) ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದರ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಇನ್ವರ್ಟಿಂಗ್ ಇನ್ಪುಟ್ಗೆ (ವಿಐಎನ್-) ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಡಯೋಡ್ಗಳು ಆನೋಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಐಬಿಯಾಸ್ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗೆ ಚುಚ್ಚಲಾದ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ (ಐಬಿಯಾಸ್) ಪಕ್ಷಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಒ. ಟಿ. ಎ. ಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಗಣನೀಯ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಇನ್ಪುಟ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಳಸಿದಾಗ, ಡಯೋಡ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಇನ್ಪುಟ್ ಹಂತದ ನಾನ್ ಲೀನಿಯಾರಿಟಿಯನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ವಿರೂಪಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಪ್ರಕಾರ, ಈ ಡಯೋಡ್ಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ಇನ್ಪುಟ್ ಹಂತದ ರೇಖಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು 4 ಅಂಶದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, 80 mV ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಇನ್ಪುಟ್ನಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಡಿಸ್ಟಾರ್ಷನ್ ಮಟ್ಟವು 20 mV ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಇನ್ಪುಟ್ನಲ್ಲಿ ಸರಳ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಪಕ್ಷಪಾತದ ಡಯೋಡ್ಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯು ಒ. ಟಿ. ಎ. ಯ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಆಫ್ ಸೆಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಎರಡನೇ ಸುಧಾರಣೆಯೆಂದರೆ ಒ. ಟಿ. ಎ. ಇರುವ ಚಿಪ್ಗೆ ಐಚ್ಛಿಕ-ಬಳಕೆಯ ಔಟ್ಪುಟ್ ಬಫರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ನ ಏಕೀಕರಣವಾಗಿದೆ. ಇದು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಒ. ಟಿ. ಎ. ಯ ಸುಧಾರಣೆಗಿಂತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಡಿಸೈನರ್ಗೆ ಅನುಕೂಲವಾಗಿದೆ; ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಬಫರ್ ಅನ್ನು ನಿಯೋಜಿಸುವ ಅಗತ್ಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ವಿತರಿಸುತ್ತದೆ. ಬಯಸಿದಲ್ಲಿ, ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ ಒ. ಟಿ. ಎ. ಯನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಪ್-ಆಂಪಿಯರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲು ಇದು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡೂ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಚಿಪ್ನ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಎಲ್ಎಂ13,600 ಮತ್ತು ಅದರ ಉತ್ತರಾಧಿಕಾರಿಯಾದ ಎಲ್ಎಂ13700. ಕರೆಂಟ್ ಡಿಫರೆನ್ಸಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಮ್ಪಿಡೆನ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಆಪರೇಷನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ (ಒಟಿಎ) ನ ಕಿರು ಚರ್ಚೆ ಆಪರೇಷನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ಗಳ ಹೋಲಿಕೆ (ಆರ್ಕೈವ್) ಉದಾಹರಣೆಗಳುಃ ಸಿಎ3080 (ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲದ ಉತ್ಪನ್ನ), ಎಂಎಎಕ್ಸ್ 435 (ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲದ ಉತ್ಪನ್ನ), ಎಂಎಎಕ್ಸ್ 436 (ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲದ ಉತ್ಪನ್ನ), ಎಲ್ಎಂ13700, ಒಪಿಎ860, ಒಪಿಎ861 ಸಿಂಥ್-ಡಿಐವೈ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟರ್-ಫಾರ್ಮಂಟ್-ಅಪ್ಗ್ರೇಡ್ಗಳಿಗಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಒಟಿಎಗಳು (ಆರ್ಕೈವ್) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ಗಳು ಲೀನಿಯರ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು