Current-feedback operational amplifier
કરંટ-ફીડબેક ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર (સી. એફ. ઓ. એ. અથવા સી. એફ. એ.) એ ઇલેક્ટ્રોનિક એમ્પ્લીફાયરનો એક પ્રકાર છે, જેનું ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પરંપરાગત વોલ્ટેજ-ફીડબેક ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર (વી. એફ. એ.) ની જેમ વોલ્ટેજને બદલે કરંટ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. સી. એફ. એ. ની શોધ ડેવિડ નેલ્સન દ્વારા કોમ્લીનિયર કોર્પોરેશન ખાતે કરવામાં આવી હતી, અને સૌપ્રથમ 1982માં હાઇબ્રિડ એમ્પ્લીફાયર, સી. એલ. સી. 103 તરીકે વેચવામાં આવી હતી. સી. એફ. એ. ને આવરી લેતી પ્રારંભિક પેટન્ટ છે, ડેવિડ નેલ્સન અને કેનેથ સેલર (1983માં દાખલ કરાયેલ). સંકલિત સર્કિટ સી. એફ. એ. 1987માં કોમ્લીનિયર અને એલેન્ટેક (ડિઝાઈનર બિલ ગ્રોસ) બંને દ્વારા રજૂ કરવામાં આવી હતી. તેઓ સામાન્ય રીતે વી. એફ. એ. જેવી જ પિન વ્યવસ્થા સાથે ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યારે સર્કિટ ડિઝાઇન પરવાનગી આપે છે ત્યારે બે પ્રકારોને રીવાયરિંગ વિના એકબીજા સાથે અદલાબદલી કરવાની મંજૂરી આપે છે. સરળ રૂપરેખાંકનોમાં, જેમ કે રેખીય એમ્પ્લીફાયર્સ, સી. એફ. એ. નો ઉપયોગ વી. એફ. એ. ની જગ્યાએ કોઈ સર્કિટ ફેરફારો વિના કરી શકાય છે, પરંતુ અન્ય કિસ્સાઓમાં, જેમ કે ઇન્ટિગ્રેટર, એક અલગ સર્કિટ ડિઝાઇન જરૂરી છે. ક્લાસિક ફોર-રેઝિસ્ટર વિભેદક એમ્પ્લીફાયર રૂપરેખાંકન પણ સી. એફ. એ. સાથે કામ કરે છે, પરંતુ સામાન્ય-સ્થિતિ અસ્વીકાર ગુણોત્તર વી. એફ. એ. કરતા નબળો છે. ઓપરેશન બતાવેલ યોજનાકીય સંદર્ભમાં, લાલ રંગમાં ચિહ્નિત થયેલ વિભાગ ઇનપુટ તબક્કો અને ભૂલ એમ્પ્લીફાયર બનાવે છે. ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ (નોડ જ્યાં Q1 અને Q2 ના ઉત્સર્જકો જોડાયેલા હોય છે) ઓછી-અવરોધ છે અને તેથી વર્તમાનમાં ફેરફારો માટે સંવેદનશીલ છે. પ્રતિરોધક R1-R4 શાંત પૂર્વગ્રહની સ્થિતિઓ સ્થાપિત કરે છે અને તે એવી રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે કે Q1 અને Q2 ના સંગ્રાહક પ્રવાહો સમાન હોય. મોટાભાગની રચનાઓમાં, સક્રિય બાયસિંગ સર્કિટરીનો ઉપયોગ નિષ્ક્રિય પ્રતિરોધક બાયસિંગને બદલે કરવામાં આવે છે, અને નોન-ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટને પણ ઓફસેટને ઘટાડવા માટે ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટની જેમ ઓછો અવરોધ બનવા માટે સુધારી શકાય છે. કોઈ સંકેત લાગુ ન કરવામાં આવે તો, વર્તમાન અરીસાઓ Q3/Q4 અને Q5/Q6 ને કારણે, જો Q1 અને Q2 ના સંગ્રાહક પ્રવાહો પણ તીવ્રતામાં સમાન હોય તો Q4 અને Q6 ના સંગ્રાહક પ્રવાહો તીવ્રતામાં સમાન હશે. આમ, બફરના ઇનપુટમાં કોઈ કરંટ વહેશે નહીં (સમકક્ષ રીતે, બફરના ઇનપુટ પર કોઈ વોલ્ટેજ હાજર રહેશે નહીં). વ્યવહારમાં, ઉપકરણની વિસંગતતાઓને કારણે, સંગ્રાહક પ્રવાહો અસમાન હોય છે, જેના પરિણામે બફરના ઇનપુટમાં તફાવત વહે છે અને તેના આઉટપુટ પર ઓફસેટ થાય છે. આને ઇનપુટ બાયસને સમાયોજિત કરીને અથવા ઓફસેટ નુલિંગ સર્કિટરી ઉમેરીને સુધારવામાં આવે છે. વાદળી રંગમાં ચિહ્નિત થયેલ વિભાગ (Q3-Q6) I-to-V કન્વર્ટર બનાવે છે. ક્યૂ 1 અને ક્યૂ 2 ના કલેક્ટર પ્રવાહોમાં કોઈપણ ફેરફાર (નોન-ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પર સિગ્નલના પરિણામે) ક્યૂ 4 અને ક્યૂ 6 ના કલેક્ટર્સના જંક્શન પર વોલ્ટેજમાં સમકક્ષ ફેરફાર તરીકે દેખાય છે. સી. એસ. એ એક સ્થિરતા સંધારિત્ર છે જે સુનિશ્ચિત કરે છે કે સર્કિટ તમામ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ માટે સ્થિર રહે. સી. એફ. એ. ની વિશાળ ઓપન-લૂપ બેન્ડવિડ્થને કારણે, સર્કિટના ઓસિલેશનમાં તૂટી જવાનું જોખમ વધારે છે. સીએસ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે આવર્તન, જ્યાં ઓસિલેશન શરૂ થઈ શકે છે તે ક્ષીણ થાય છે, ખાસ કરીને જ્યારે ઓછી ક્લોઝ્ડ-લૂપ ગેઇન સાથે ચાલે છે. આઉટપુટ તબક્કો (મેજેન્ટામાં) એક બફર છે જે વર્તમાન લાભ પ્રદાન કરે છે. તેમાં એકતાનો વોલ્ટેજ ગેઇન (યોજનાકીયમાં + 1) છે. વોલ્ટેજ-ફીડબેક એમ્પ્લીફાયરની સરખામણી આંતરિક રીતે વળતર મેળવનાર વી. એફ. એ. બેન્ડવિડ્થ આંતરિક પ્રભાવશાળી ધ્રુવ વળતર કેપેસિટર દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જે સતત લાભ/બેન્ડવિડ્થ મર્યાદામાં પરિણમે છે. સી. એફ. એ. માં પ્રબળ પોલ કોમ્પેન્સેશન કેપેસિટર પણ હોય છે, પરંતુ વોલ્ટેજ પ્રતિસાદને બદલે વર્તમાન પ્રતિસાદનો ઉપયોગ કરવાને કારણે, પરિણામી ઓપન લૂપ પ્રતિસાદ અલગ હોય છે. વી. એફ. એ. સ્થિરતા ઓપન લૂપ ગેઇન અને ફીડબેક ગેઇનના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે; સી. એફ. એ. સ્થિરતા ઓપન લૂપ ટ્રાન્સઇમ્પિડન્સ અને ફીડબેક પ્રતિકારના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે. વી. એફ. એ. માં લાભ/બેન્ડવિડ્થ અવલંબન હોય છે; સી. એફ. એ. માં સંક્રમણ/પ્રતિસાદ પ્રતિકાર અવલંબન હોય છે. વી. એફ. એ. માં, ગતિશીલ કામગીરી ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ પ્રોડક્ટ અને સ્લૂ રેટ દ્વારા મર્યાદિત હોય છે. સી. એફ. એ. સર્કિટ ટોપોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે જે કરંટ-મોડ કામગીરી પર ભાર મૂકે છે, જે સ્વાભાવિક રીતે વોલ્ટેજ-મોડ કામગીરી કરતાં ઘણી ઝડપી છે કારણ કે તે છૂટાછવાયા નોડ-કેપેસિટીન્સની અસર માટે ઓછી સંવેદનશીલ હોય છે. જ્યારે હાઇ-સ્પીડ પૂરક દ્વિધ્રુવી પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને બનાવટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સી. એફ. એ. એ. વી. એફ. એ. કરતા વધુ ઝડપી તીવ્રતાના ઓર્ડર હોઈ શકે છે. આ મોટે ભાગે મોટાભાગના વી. એફ. એ. ને એકતા લાભ પર સ્થિરતા માટે વળતર આપવાના કારણે છે. ડીકોમ્પેન્સેટેડ વી. એફ. એ. સી. એફ. એ. જેટલા જ ઝડપી હોઈ શકે છે. સી. એફ. એ. સાથે, એમ્પ્લીફાયર ગેઇનને બેન્ડવિડ્થથી સ્વતંત્ર રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. પરંપરાગત વી. એફ. એ. ટોપોલોજીઓ કરતાં સી. એફ. એ. ના આ મુખ્ય ફાયદા છે. સી. એફ. એ. ના ગેરફાયદાઓમાં નબળા ઇનપુટ ઓફસેટ વોલ્ટેજ અને ઇનપુટ બાયસ કરંટ લાક્ષણિકતાઓનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, ડીસી લૂપ ગેઇન્સ સામાન્ય રીતે તીવ્રતાના લગભગ ત્રણ દશાંશ ક્રમથી નાના હોય છે. સી. એફ. એ. માં ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ કરંટનો ઘોંઘાટ ઘણો વધારે હોય છે. સી. એફ. એ. સર્કિટે મહત્તમ કામગીરી હાંસલ કરવા માટે પ્રતિક્રિયા પ્રતિકારના ચોક્કસ મૂલ્યનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. પ્રતિક્રિયા પ્રતિકારનું ઓછું મૂલ્ય એમ્પ્લીફાયરને ઓસિલેટ કરી શકે છે. સી. એફ. એ. સર્કિટમાં ક્યારેય આઉટપુટ અને ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પિન વચ્ચે સીધું કેપેસિટન્સ હોવું જોઈએ નહીં કારણ કે આ ઘણીવાર ઓસિલેશન તરફ દોરી જાય છે. સી. એફ. એ. મધ્યમ ચોકસાઈ જરૂરિયાતો સાથે ખૂબ જ ઝડપી કાર્યક્રમો માટે આદર્શ રીતે યોગ્ય છે. ઝડપી વી. એફ. એ. નો વિકાસ ચાલી રહ્યો છે, અને આ લેખન સમયે નીચા યુ. એચ. એફ. શ્રેણીમાં ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદનો સાથે વી. એફ. એ. ઉપલબ્ધ છે. જો કે, સી. એફ. એ. તેમના વી. એફ. એ. પિતરાઈ ભાઈઓ કરતાં ઓક્ટેવ કરતા વધુ ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદનો સાથે ઉપલબ્ધ છે અને તેમના ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદનોની ખૂબ નજીક એમ્પ્લીફાયર તરીકે કામ કરવા માટે પણ સક્ષમ છે. કરંટ-ફીડબેક ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર એ કરંટ કંટ્રોલ્ડ વોલ્ટેજ સોર્સ (CCVS) નો એક પ્રકાર છે. ટ્રાન્સઇમ્પિડન્સ એમ્પ્લીફાયર, એક આદર્શ કરંટ નિયંત્રિત વોલ્ટેજ સ્રોત (સી. સી. વી. એસ.) નોર્ટન એમ્પ્લીફાયર, વિભેદક વર્તમાન ઇનપુટ ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન એમ્પ્લીફાયર સાથે વર્તમાન નિયંત્રિત વોલ્ટેજ સ્રોત (સી. સી. વી. એસ.), વોલ્ટેજ નિયંત્રિત વોલ્ટેજ સ્ત્રોતો (વી. સી. વી. એસ.) ઓપરેશનલ ટ્રાન્સકોન્ડક્ટન્સ એમ્પ્લીફાયર, વિભેદક વોલ્ટેજ ઇનપુટ સાથે વોલ્ટેજ નિયંત્રિત વર્તમાન સ્ત્રોતો (વી. સી. સી. એસ.). આગળ રાજ સેનાની, ડી. આર. ભાસ્કર, વી. કે. સિંહ અને એ. કે. સિંહ, સ્પ્રિંગર સાયન્સ + બિઝનેસ મીડિયા, ન્યૂયોર્ક દ્વારા 'કરન્ટ ફીડબેક ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર્સ એન્ડ ધેર એપ્લિકેશન્સ', 2013 https://www.springer.com/gp/book/9781461451877 પ્રોફેસર અહમદ એમ. સોલીમેન દ્વારા 'વર્તમાન પ્રતિસાદ ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ' https://www.researchgate.net/publication/227165604_Applications_of_the_Current_Feedback_Operational_Amplifiers 'એનાલોગ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ/સિગ્નલ જનરેશન સર્કિટ્સના વર્ગની અનુભૂતિઃ વર્તમાન પ્રતિસાદ ઓપ-એમ્પ્સનો ઉપયોગ કરીને નવીન રૂપરેખાંકનો', પ્રોફેસર રાજ સેનાની દ્વારા, ફ્રીક્વેન્ઝઃ જર્નલ ઓફ ટેલિકમ્યુનિકેશન્સ (જર્મની), વોલ્યુમ. 52, ના. 9/10, pp. 196-206,1998. https://www.researchgate.net/publication/260854255_Realization_of_a_Class_of_Analog_Signal_Processing_Signal_Generation_Circuits_Novel_Configurations_Using_Current_Feedback_Op-Amps 'કરન્ટ-ફીડબેક ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર એન્ડ એપ્લિકેશન્સ' એફ. જે. લિજે અને ખાલેદ હયાતલેહ દ્વારા, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ એન્ડ કોમ્યુનિકેશન એન્જિનિયરિંગ જર્નલ, 9 (4), પીપી. 176-182, સપ્ટેમ્બર 1997 https://www.researchgate.net/publication/3364493_Current-feedback_operational_amplifiers_and_applications એનાલોગ ડિવાઇસીસ ઇન્કના એરિક બાર્ન્સ દ્વારા "વર્તમાન પ્રતિસાદ એમ્પ્લીફાયર્સ" સંદર્ભો. "ઓપ એમ્પ્સ ફોર એવરીવન ડિઝાઇન ગાઇડ (રેવ. બી) "ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ ઇન્કના રોન માન્સિની દ્વારા. ઇલેક્ટ્રોનિક એમ્પ્લીફાયર્સ