OPAMP ismi, Türkçesi “İşlevsel Yükselteç” olan “OPerational AMPlifier”ın kısaltmasından oluşmuştur. 1968 yılında Fairchild Semiconductor şirketi tarafından icat edilen ve elektronik devrelerde kullanılmaya başlanan OPAMP’ların 741 ve 747 adı verilen entegreleri bulunmaktadır.
İsminden de anlaşılabileceği gibi, elektronik devrelerin fonksiyonelliğini arttırmak amacıyla devrelerde yer alan, kendisine verilen sinyali yükseltme gücü çok yüksek olan entegre devrelerdir. Girişine uygulanan zayıf elektrik sinyallerinin çıkışına yüksek verilmesini sağlarlar. Böylelikle devrede akım ve gerilim kazancı sağlarlar. Aynı şekilde bu duruma bağlı olarak, güç yükseltme ve empedans dönüşümü de gerçekleştirirler.
OPAMP nasıl çalışır? İçerisinde ne vardır?
Elektronikte OPAMP’lar şu şekilde bilinirler; iki adet giriş, bir adet çıkış ve iki adet besleme ucu bulunan, (+) girişine evirmeyen/terslemeyen(non-inverting) giriş, (-) girişine eviren/tersleyen(inverting) girişi denilen entegre devrelerdir. Bu (+) ve (-) uçları çıkıştaki faz farkını etkilerler. Eğer (-) girişine bir sinyal uygularsak çıkıştan 180 derece faz farkına sahip bir çıkış sinyali görüntülenir. Bu durum (+) girişine sinyal uygulanması senaryosunda gözlenmez.
OPAMP’ların iç yapısı ise biraz karmaşık bir yapıya sahiptir. Aşağıda görülebileceği üzere LM741 OPAMP’ının iç yapısının şeması bulunmaktadır. OPAMP’lar BJT, JFET, MOSFET tipi transistörler ile elde edilirler.
İdeal OPAMP ve Pratik OPAMP arası farklar nelerdir?
İdeal olarak nitelendirilen şartlarda çalışan bir OPAMP ile pratikte çalışan bir OPAMP’ın özellikleri aynı değildir. İdeal şartlar, tüm dış etkenlerden arınmış şekilde çalışması durumuna verilen addır. Teoride ideal değerler kullanılsa da gerçek hayatta birçok dış etken bulunmaktadır. Yandaki tablodan da görülebileceği üzere, ideal bir OPAMP’ta kazanç sonsuz ve çıkış direncinin değeri sıfır olarak kabul edilmektedir. Buna bağlı olarak çıkışta gözlenen akım ve gerilim kaldırma değerleri de sonsuz olacaktır. Eğer gerilim kaldırma değeri sonsuz olursa bu, OPAMP’ın her gerilim beslemesi değeri ile çalışabileceğini ifade eder. Fakat gerçek hayatta bu durumlarla karşılaşılması mümkün değildir. Ayrıca sıcaklık etkisiyle karakteristiklerin değişimi de ideal OPAMP’ta yer almazken pratik OPAMP’ta belirli bir değere sahiptir.
OPAMP Çeşitleri Nelerdir?
Yukarıda görülen devreleri biraz açıklayacak olursak,
Voltaj karşılaştırıcı devre (Voltage Comparator), eğer evirmeyen uç(+) girişi eviren uç(-) değerinden büyük ise çıkışta +Vs besleme gerilimi görülecektir. Şayet eğer evirmeyen uç(+) girişi eviren uç(-) değerinden küçük ise çıkışta -Vs besleme gerilimi görülecektir.
Evirmeyen Yükselteç devre (Non-Inverting Amplifier), sinyalin işaretini değiştirmeden direnç oranlarına göre sinyal kuvvetlendirme işlemi yapar.
Eviren Yükselteç devre(Inverting Amplifier), sinyalin işaretini değiştirerek direnç oranlarına göre sinyal kuvvetlendirme işlemi yapar.
Voltaj Takipleyici devre (Voltage Follower), genelde iki devre arasında izolasyon amacıyla kullanılan ve “Buffer” adı verilen bu devre giriş sinyalinin çıkışta da korunduğu devre çeşididir.
Eviren Toplayıcı devre (Inverting Summing Amplifier), girişe uygulanan sinyalleri toplayarak çıkışa ters işaretli şekilde aktarır.
Fark Alıcı devre (Differential Amplifier), girişe gelen ortak sinyalleri bastırarak gürültüyü azaltma işlemini yapar.
Türev Alıcı devre (Differentiator Amplifier), girişe uygulanan sinyalin türevini alır. Örneğin üçgen bir giriş sinyalinin türevi kare dalga olacaktır. Çıkışta kare dalga görülür. Kare dalga sinyal girişi yapılırsa da çıkışta testere dişi adı verilen sivri dalgalar gözlemlenir.
İntegral Alıcı devre (Integrator Amplifier), girişe uygulanan sinyalin integralini alır. Türev alıcı ile ters mantıkta çalışır.
OPAMP’ların elektronikteki kullanım alanları saymakla bitmez diyebiliriz. Çünkü OPAMP kullanılarak yapılamayacak devre yok gibidir. Bunlardan başlıcaları, Türev ve integral hesabı, logaritmik işlemler, dört işlem hesabı gibi matematiksel işlemlerin yanı sıra, ses frekansı yükselteci, motor kontrol yükselteci gibi devrelerde kullanılırlar. Ayrıca dalga şekillendirme işlemleri, test ve ölçme işlemleri (sıcaklık ölçümü, ışık ölçümü vb.), sinyal analizleri gibi alanlarda da kullanılabilmektedirler. Bu alanlarda kullanılabilmesini sağlayan şey, sonsuz band genişliği, sonsuz giriş empedansı ve sıfır çıkış empedansı karakteristikleridir.
Kaynakça
 Nedir?){kind=link}