অপ এম্প বা অপারেশনাল আম্পলিফায়ার

একটি অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ার বা অপ আম্প হল একটি ডিসি কাপলড ভোল্টেজ অ্যাম্পলিফায়ার যার খুব উচ্চ ভোল্টেজ গেইন থাকে।

অপ আম্প মূলত একটি বহু-স্তরের অ্যাম্পলিফায়ার যাতে অনেকগুলি অ্যাম্পলিফায়ার স্তর খুব জটিলভাবে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে। এর অভ্যন্তরীণ সার্কিট অনেকগুলি ট্রানজিস্টর, FETs এবং রেজিস্টর দ্বারা গঠিত। এটি খুব কম স্থান দখল করে।
তাই, এটি একটি ছোট প্যাকেজে প্যাক করা হয় এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC) আকারে উপলব্ধ। শব্দ অপ আম্প এমন একটি অ্যাম্পলিফায়ারকে নির্দেশ করে যা বিভিন্ন অপারেশন যেমন অ্যাম্পলিফিকেশন, বিয়োগ, বিভেদন, যোগ, ইন্টিগ্রেশন ইত্যাদি করতে পারে। একটি উদাহরণ হল খুব জনপ্রিয় IC 741।

এর প্রতীক এবং তার প্রকৃত চেহারা IC আকারে নিম্নে দেখানো হল। প্রতীকটি একটি তীরের মতো দেখায় যা বোঝায় যে সিগনাল আউটপুট থেকে ইনপুটে প্রবাহিত হচ্ছে।

অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ারের ইনপুট এবং আউটপুট টার্মিনাল

একটি অপ আম্প দুটি ইনপুট টার্মিনাল এবং একটি আউটপুট টার্মিনাল রয়েছে। অপ আম্পে দুটি ভোল্টেজ সাপ্লাই টার্মিনালও রয়েছে যা উপরে দেখানো হয়েছে। দুটি ইনপুট টার্মিনাল ডিফারেনশিয়াল ইনপুট গঠন করে। আমরা নেগেটিভ (-) চিহ্ন দিয়ে চিহ্নিত টার্মিনালকে ইনভার্টিং টার্মিনাল এবং পজিটিভ (+) চিহ্ন দিয়ে চিহ্নিত টার্মিনালকে নন-ইনভার্টিং টার্মিনাল বলি। যদি ইনভার্টিং টার্মিনাল (-) এ ইনপুট সিগনাল দেওয়া হয়, তবে আউটপুট সিগনাল 180o ফেজ পরিবর্তন হয়। যদি নন-ইনভার্টিং টার্মিনাল (+) এ ইনপুট সিগনাল দেওয়া হয়, তবে আউটপুট সিগনাল ফেজে থাকবে, অর্থাৎ ইনপুট সিগনালের সাথে কোন ফেজ পরিবর্তন হবে না।

অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ারের পাওয়ার সাপ্লাই

উপরের সার্কিট প্রতীক থেকে দেখা যায় যে এটিতে দুটি ইনপুট পাওয়ার সাপ্লাই টার্মিনাল +VCC এবং –VCC রয়েছে। একটি অপ আম্পের জন্য দুই পোলারিটির ডিসি সাপ্লাই প্রয়োজন। দুই পোলারিটির সাপ্লাইতে, আমরা +VCC কে পজিটিভ ডিসি সাপ্লাইতে এবং –VCC টার্মিনালকে নেগেটিভ ডিসি সাপ্লাইতে সংযুক্ত করি। তবে কিছু অপ আম্প একটি পোলারিটির সাপ্লাই দিয়েও কাজ করতে পারে। মনে রাখবেন, অপ আম্পে কোন কমন গ্রাউন্ড টার্মিনাল নেই, তাই গ্রাউন্ড বাইরে থেকে স্থাপন করতে হবে।

অপ আম্পের কাজের নীতি

অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ারের ওপেন লুপ অপারেশন

উপরে বলা হয়েছে যে একটি অপ আম্পে ডিফারেনশিয়াল ইনপুট এবং সিঙ্গেল এন্ডেড আউটপুট রয়েছে। তাই, যদি আমরা ইনভার্টিং এবং নন-ইনভার্টিং টার্মিনালে দুটি সিগনাল প্রয়োগ করি, তবে একটি আদর্শ অপ আম্প দুটি প্রয়োগকৃত ইনপুট সিগনালের মধ্যে পার্থক্য বৃদ্ধি করবে। আমরা এই দুটি ইনপুট সিগনালের মধ্যে পার্থক্যকে ডিফারেনশিয়াল ইনপুট ভোল্টেজ বলি। নিম্নের সমীকরণটি একটি অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ারের আউটপুট দেয়।যেখানে, VOUT হল অপ আম্পের আউটপুট টার্মিনালের ভোল্টেজ। AOL হল দেওয়া অপ আম্পের ওপেন-লুপ গেইন এবং এটি ধ্রুব (আদর্শভাবে)। IC 741 এর জন্য AOL 2 x 105।
V1 হল নন-ইনভার্টিং টার্মিনালের ভোল্টেজ।
V2 হল ইনভার্টিং টার্মিনালের ভোল্টেজ।
(V1 – V2) হল ডিফারেনশিয়াল ইনপুট ভোল্টেজ।
উপরের সমীকরণ থেকে স্পষ্ট যে, আউটপুট শূন্য হবে শুধুমাত্র যখন ডিফারেনশিয়াল ইনপুট ভোল্টেজ শূন্য না হয় (V1 এবং V2 সমান নয়), এবং শূন্য হবে যখন V1 এবং V2 সমান হয়। মনে রাখবেন, এটি একটি আদর্শ শর্ত, প্রায়শই অপ আম্পে ছোট অসামঞ্জস্য থাকে। অপ আম্পের ওপেন-লুপ গেইন খুব উচ্চ। তাই, একটি ওপেন লুপ অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ার একটি ছোট প্রয়োগকৃত ডিফারেনশিয়াল ইনপুট ভোল্টেজ একটি বড় মানে বৃদ্ধি করে।
এছাড়াও, যদি আমরা ছোট ডিফারেনশিয়াল ইনপুট ভোল্টেজ প্রয়োগ করি, তবে অপারেশনাল অ্যাম্পলিফায়ার এটিকে একটি উল্লেখযোগ্য মানে বৃদ্ধি করে, কিন্তু এই উল্লেখযোগ্য মান অপ আম্পের সাপ্লাই ভোল্টেজের বেশি হতে পারে না। তাই এটি শক্তির সংরক্ষণ নীতি লঙ্ঘন করে না।

<