Operational Amplifiers - Part 3

Operational Amplifier အပိုင်း ( ၃ )

Transistor ခေတ်

Vaccum tube op-amp များကို ၁၉၅၀ ကျော်မှ ၁၉၆၀ အစောပိုင်းကာလ တွေအထိ သုံးခဲ့ကြတယ်။ Vaccum tube technology ဟာလည်း အတိုးတက်ဆုံးအဆင့် အထိ ရောက်လာခဲ့တယ်။
၁၉၄၇ ခုနှစ်မှာ Bell Labs မှ ပညာရှင်များဖြစ်တဲ့ Jhon Bardeen, Walter Brattain နဲ့ William Shockley တို့ Transistor ကိုတီထွင်ခဲ့ကြပါတယ်။ ပထမ Transfer Resistor လို့ ခေါ်ပြီးမှ နောက်ပိုင်းမှာ ပေါင်းပြီး Transistor လို့ခေါ်တာပါ။ အဲ့ဒီတီထွင်မှုအတွက် ၁၉၅၆ ခုနှစ်မှာ ရူပဗေဒ နိုဘယ်လ်ဆုကို ၃ ယောက်ပေါင်းရခဲ့ပါတယ်။
အဲ့ဒီအချိန်မှစပြီး transistor တွေရဲ့ အရည်အသွေးကို ပိုကောင်းလာအောင် ၁၀ နှစ်ကျော်လောက် လုပ်ကြရပါတယ်။ ၁၉၆၀ ကျော်မှာ transistor များကို ဈေးကွက်တင်နိုင်လာပါတယ်။ အဲ့ဒီ technology သုံးပြီး solid-state op amp တွေထုတ်ဖို့ ကုမ္ပဏီ အသစ်တွေရော၊ အဟောင်းတွေပါ ကြိုးစားလာကြရာမှာ ၁၉၆၀ကျော်မှာ အရင်တုန်းက မီးလုံး op-amp တွေထုတ်တဲ့ GAP/R က ပထမဦးဆုံး solid state op-amp ကို ထုတ်ခဲ့ပါတယ်။ အဲဒီ op-amp ကို အရင်လို +/-300V မပေးရတော့ဘဲ +/- 15Vဘဲ ပေးဘို့ လိုပါတယ်။ အဲဒီ standard ဟာ ယနေ့အထိ သုံးနေပါသေးတယ်။ ပုံ(၁) မှာပြထားတဲ့ GAP/R P65 op-amp ဟာ general purpose op-amp အမျိုးအစားဖြစ်ပြီး ၁၉၆၁ မှ ၁၉၇၁ အထိ ထုတ်လုပ်ခဲ့ပါတယ်။

ပုံ (၁) - GAP/R model P65 solid-state op amp

ရှေ့ဆုံးမှာသုံးထဲတဲ့ Q1,Q2 ဟာ differential pair ပါ။ အဲ့ဒီ၂လုံး အရည်အသွေးတူဘို့ အလွန်အရေးကြီးပါတယ်။ ဒုတိယ stage Q3-Q4 ဟာ ပထမ stage မှ signal ကို current ပိုကောင်းလာအောင် ထပ်ဆင့်ချဲ့ပေးတဲ့ နောက်ထပ် differential amplifier တခုဖြစ်ပြီး gain ပိုကောင်းလာအောင် 47k resistor တလုံးနဲ့ positive feedback ပေးထားတာ တွေ့ရမယ်။ Q5 ဟာ common emitter output stage ဖြစ်ပြီး PNP transistor ကိုသုံးထားတယ်။ သူ့ရဲ့ load ကို resistor မသုံးဘဲ Q6 ကို current source အဖြစ် သုံးထားပါတယ်။ ပြင်ပမှာဆိုရင် resistor က ဈေးပေါပြီး transistor ကဈေးကြီးပေမဲ့ ic တွေမှာ ထဲမှာဆိုရင် ပြောင်းဖြစ်တယ် ။ transistor ကဈေးပေါပြီး resistor က ဈေးပိုကြီးပါတယ်။ resistor တောင်မှ ohm များလေ ဈေးပိုကြီးလေပါ။ တခြားအကြောင်းတခုက ohm များလေ

noise များလေပါဘဲ။ ဥပမာ ကျောင်းစာအုပ်တွေမှာ common emitter amplifier တွေမှာ load ကို Rc resistor တလုံးထည့်ထားပြီး voltage gain Av=-gm Rc ဆိုပြီးတွက်ပါတယ်။ gm က trans conductance ပါ။ ဆိုလိုတာက Rc ကြီးလေ gain များလေပါဘဲ။ IC design တွေမှာတော့ Rc အစား current source သုံးပါတယ်။ ပုံ(၁) မှာ Q6 ကို current source လုပ်ထားပြီး Rc အစား သုံးထားပါတယ်။
GAP/R ကဘဲ နောက်ထပ် P45 ဆိုတဲ့ op amp တမျိုးကိုလည်း ၁၉၆၃ မှာ ထုတ်ခဲ့ပါသေးတယ်။ သူ့ circuit ကို လေ့လာနိုင်ရန် အောက်ပုံ(၂)မှာဖေါ်ပြထားပါတယ်။

ပုံ (၂) - GAP/R model 45 solid-state op amp

 P45 op amp ကို inverting mode application များအတွက်ရည်ရွယ်ပြီး design လုပ်ထားတာဖြစ်ပြီး output မှာ class AB complementary သုံးထားလို့ +- 10V နဲ့ current +-20mA ထုတ်ပေးနိုင်ပါတယ်။ အနဲဆုံး gain 50000 ရပါမယ်။ P45 ရဲ့ အထူးခြားဆုံး အရည်အသွေးကတော့ 100MHz အထိ သုံးလို့ရတာပါဘဲ။ ၁၉၆၆ မှာ P45 ရဲ့ တန်ဘိုးက $118 ဖြစ်ပါတယ်။

အခုပြောခဲ့တဲ့ op amp တွေဟာ IC OP မဟုတ်သေးပါဘူး။ Solid state modular op amp တွေဖြစ်ပါတယ်။

လွန်ခဲ့တဲ့ နှစ်ပေင်း 50,60 လောက်က တီထွင်ခဲ့တဲ့ circuit များ ဟာ ယနေ့ analog circuit များရဲ့ အခြေခံများဖြစ်ပါတယ်။ ဒါတွေကိုလေ့လာပြီး အသိဉာဏ်များတိုးပွားနိင်ပါစေ။

ဆက်လက်ဖေါ်ပြပါမည်။

ပုံ (၃) - GAP/R model PP65 potted module solid-op amp