Operational transconductance amplifier
ઓપરેશનલ ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ એમ્પ્લીફાયર (ઓટીએ) એ એક એમ્પ્લીફાયર છે જેનો વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજ આઉટપુટ કરંટ ઉત્પન્ન કરે છે. આમ, તે વોલ્ટેજ નિયંત્રિત વર્તમાન સ્રોત (વીસીસીએસ) છે. એમ્પ્લીફાયરના ટ્રાન્સકોન્ડક્ટન્સને નિયંત્રિત કરવા માટે સામાન્ય રીતે કરંટ માટે વધારાનું ઇનપુટ હોય છે. ઓટીએ પ્રમાણભૂત ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર જેવું જ છે જેમાં તે ઉચ્ચ અવરોધ વિભેદક ઇનપુટ તબક્કો ધરાવે છે અને તેનો ઉપયોગ નકારાત્મક પ્રતિસાદ સાથે થઈ શકે છે. પ્રથમ વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ સંકલિત સર્કિટ એકમોનું ઉત્પાદન આરસીએ દ્વારા 1969માં (જનરલ ઇલેક્ટ્રિક દ્વારા હસ્તગત કરવામાં આવે તે પહેલાં) સીએ3080ના રૂપમાં કરવામાં આવ્યું હતું. મોટાભાગના એકમોનું નિર્માણ દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરથી કરવામાં આવે છે, તેમ છતાં ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર એકમોનું પણ ઉત્પાદન થાય છે. મોટાભાગના પ્રમાણભૂત ઓપ-એમ્પ કાર્યોમાં ઓટીએ પોતે સામાન્ય ઓપ-એમ્પ જેટલું ઉપયોગી નથી કારણ કે તેનું આઉટપુટ કરંટ છે. તેનો એક મુખ્ય ઉપયોગ ચલ આવર્તન ઓસિલેટર અને ફિલ્ટર્સ અને ચલ લાભ એમ્પ્લીફાયર તબક્કાઓ જેવી ઇલેક્ટ્રોનિક રીતે નિયંત્રિત એપ્લિકેશનોના અમલીકરણમાં છે, જે પ્રમાણભૂત ઓપ-એમ્પ્સ સાથે અમલમાં મૂકવા વધુ મુશ્કેલ છે. પ્રમાણભૂત ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરથી મુખ્ય તફાવતો વર્તમાનનું તેનું આઉટપુટ પ્રમાણભૂત ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરથી વિપરીત છે, જેનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ છે. તે સામાન્ય રીતે "ઓપન-લૂપ" નો ઉપયોગ થાય છે; રેખીય કાર્યક્રમોમાં નકારાત્મક પ્રતિસાદ વિના. આ શક્ય છે કારણ કે તેના આઉટપુટ સાથે જોડાયેલ પ્રતિકારની તીવ્રતા તેના આઉટપુટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરે છે. તેથી, એક પ્રતિકાર પસંદ કરી શકાય છે જે ઉચ્ચ વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજ સાથે પણ આઉટપુટને સંતૃપ્તિમાં જતા અટકાવે છે. મૂળભૂત કામગીરી આદર્શ ઓટીએમાં, આઉટપુટ કરંટ એ વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજનું રેખીય કાર્ય છે, જેની ગણતરી નીચે મુજબ કરવામાં આવે છેઃ જ્યાં વિન + એ નોન-ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પરનો વોલ્ટેજ છે, વિન-એ ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પરનો વોલ્ટેજ છે અને જી. એમ. એ એમ્પ્લીફાયરનું ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ છે. એમ્પ્લીફાયરનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ એ તેના આઉટપુટ કરંટ અને તેના લોડ પ્રતિકારનું ઉત્પાદન છેઃ વોલ્ટેજ ગેઇન એ પછી આઉટપુટ વોલ્ટેજને વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છેઃ એમ્પ્લીફાયરનું ટ્રાન્સકોન્ડક્ટન્સ સામાન્ય રીતે ઇનપુટ કરંટ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, જે સૂચવવામાં આવે છે Iabc ("એમ્પ્લીફાયર બાયસ કરંટ"). એમ્પ્લીફાયરનું ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ આ કરંટના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. આ તે સુવિધા છે જે તેને એમ્પ્લીફાયર ગેઇન વગેરેના ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ માટે ઉપયોગી બનાવે છે. બિન-આદર્શ લાક્ષણિકતાઓ પ્રમાણભૂત ઓપ-એમ્પની જેમ, વ્યવહારુ ઓટીએમાં કેટલીક બિન-આદર્શ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ઇનપુટ સ્ટેજ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની લાક્ષણિકતાઓને કારણે ઉચ્ચ વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજ પર ઇનપુટ સ્ટેજ બિન-રેખીયતા. CA3080 જેવા પ્રારંભિક ઉપકરણોમાં, ઇનપુટ તબક્કામાં વિભેદક એમ્પ્લીફાયર રૂપરેખાંકનમાં જોડાયેલા બે દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો સમાવેશ થતો હતો. આ જોડાણની સ્થાનાંતરણ લાક્ષણિકતાઓ 20 mV કે તેથી ઓછા વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજ માટે લગભગ રેખીય હોય છે. જ્યારે OTA નો ઉપયોગ ઓપન લૂપ તરીકે કરવામાં આવે છે ત્યારે આ એક મહત્વપૂર્ણ મર્યાદા છે કારણ કે આઉટપુટને રેખીય બનાવવા માટે કોઈ નકારાત્મક પ્રતિસાદ નથી. આ પરિમાણને સુધારવા માટેની એક યોજના નીચે ઉલ્લેખિત છે. ટ્રાન્સકોન્ડક્ટન્સની તાપમાન સંવેદનશીલતા. ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ કંટ્રોલ કરંટ Iabc સાથે ઇનપુટ અને આઉટપુટ ઇમ્પિડન્સ, ઇનપુટ બાયસ કરંટ અને ઇનપુટ ઓફસેટ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર. ત્યારપછીના સુધારાઓ ઓટીએના અગાઉના સંસ્કરણોમાં ન તો આઇબિયસ ટર્મિનલ (આકૃતિમાં દર્શાવેલ) અને ન તો ડાયોડ (તેની બાજુમાં દર્શાવેલ) હતા. તે બધાને પછીની આવૃત્તિઓમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ, ડાયોડના એનોડ્સ એક સાથે જોડાયેલા હોય છે અને એકનો કેથોડ નોન-ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ (વી. આઈ. એન. +) સાથે અને બીજાનો કેથોડ ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ (વી. આઈ. એન.-) સાથે જોડાયેલ હોય છે. ડાયોડ્સ એનોડ્સ પર કરંટ (આઇબિયાસ) દ્વારા પક્ષપાતી હોય છે જે આઇબિયાસ ટર્મિનલમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. આ ઉમેરાઓ ઓટીએમાં બે નોંધપાત્ર સુધારા કરે છે. પ્રથમ, જ્યારે ઇનપુટ અવરોધકો સાથે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ડાયોડ ઉચ્ચ વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજ પર ઇનપુટ તબક્કાની બિન-રેખીયતાની નોંધપાત્ર માત્રાને સરભર કરવા માટે વિભેદક ઇનપુટ વોલ્ટેજને વિકૃત કરે છે. નેશનલ સેમિકન્ડક્ટર અનુસાર, આ ડાયોડનો ઉમેરો ઇનપુટ તબક્કાની રેખીયતામાં 4 ના પરિબળ દ્વારા વધારો કરે છે. એટલે કે, ડાયોડનો ઉપયોગ કરીને, વિભેદક ઇનપુટના 80 mV પર સંકેત વિકૃતિ સ્તર 20 mV ના વિભેદક ઇનપુટ પર સરળ વિભેદક એમ્પ્લીફાયર જેટલું જ છે. બીજું, પક્ષપાતી ડાયોડ્સની ક્રિયા ઓટીએના ટ્રાન્સકોન્ડક્ટન્સની મોટાભાગની તાપમાન સંવેદનશીલતાને બંધ કરે છે. બીજો સુધારો એ છે કે વૈકલ્પિક-ઉપયોગ આઉટપુટ બફર એમ્પ્લીફાયરનું ચિપ સાથે એકીકરણ કે જેના પર ઓટીએ રહે છે. આ વાસ્તવમાં ઓ. ટી. એ. માં સુધારાને બદલે સર્કિટ ડિઝાઇનર માટે સગવડ છે; એક અલગ બફરને નિયુક્ત કરવાની જરૂરિયાત સાથે વિતરણ. તે ઓટીએને તેના આઉટપુટ કરંટને વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરીને, જો ઇચ્છિત હોય તો, પરંપરાગત ઓપ-એમ્પ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાની પણ મંજૂરી આપે છે. આ બંને સુવિધાઓને જોડતી ચિપનું ઉદાહરણ નેશનલ સેમિકન્ડક્ટર એલ. એમ. 13600 અને તેના અનુગામી એલ. એમ. 13700 છે. વર્તમાન વિભેદક ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ એમ્પ્લીફાયર ટ્રાન્સઇમ્પિડન્સ એમ્પ્લીફાયર નોંધો બાહ્ય કડીઓ ઓપરેશનલ ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ એમ્પ્લીફાયર (ઓટીએ) ની ટૂંકી ચર્ચા ઓપરેશનલ ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ એમ્પ્લીફાયરની સરખામણી (આર્કાઇવ) ઉદાહરણોઃ સીએ3080 (અપ્રચલિત ઉત્પાદન), મેક્સ 435 (અપ્રચલિત ઉત્પાદન), મેક્સ 436 (અપ્રચલિત ઉત્પાદન), એલએમ13700, ઓપીએ860, ઓપીએ861 સિન્થ-ડીઆઈવાય અને ઇલેક્ટોર-ફોર્મેન્ટ-અપગ્રેડ્સ (આર્કાઇવ) માટે અલગ ઓટીએ ઇલેક્ટ્રોનિક એમ્પ્લીફાયર લીનિયર ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સ