This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ആംപ്ലിഫയര്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്) (→ഓപ്പറേഷണൽ ആംപ്ലശ്ശിഫയറുകള്‍) |
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്) (→ചില പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയറുകള്‍) |
||
| (ഇടക്കുള്ള 46 പതിപ്പുകളിലെ മാറ്റങ്ങള്‍ ഇവിടെ കാണിക്കുന്നില്ല.) | |||
| വരി 1: | വരി 1: | ||
==ആംപ്ലിഫയര്‍== | ==ആംപ്ലിഫയര്‍== | ||
==Amplifier== | ==Amplifier== | ||
| - | ഉള്ളിലേക്ക്‌ | + | ഉള്ളിലേക്ക്‌ നല്‍കുന്ന സിഗ്നലുകളെ, അവയുടെ തരംഗരൂപത്തിന്‌ മാറ്റം വരുത്താതെ വലുതാക്കി പുറത്തുവിടാന്‍ കഴിവുള്ള ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനം. പ്രവര്‍ധകം എന്ന പേരിലും ഇതറിയപ്പെടുന്നു. ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലെ അടിസ്ഥാനഘടകമായ ഇവ വോള്‍ട്ടത, ധാര (Current), പവര്‍ (Power) എന്നിവയുടെ രൂപത്തിലുള്ള സിഗ്നലുകളെയാണ്‌ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്‌. ആദ്യകാലത്ത്‌ വാക്വം ട്യൂബ്‌ ഉപകരണങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ നിര്‍മിച്ചിരുന്നത്‌. എന്നാല്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്റുകളുടെ ആവിര്‍ഭാവത്തോടെ വിവിധയിനം ട്രാന്‍സിസ്റ്റുകള്‍, സമാകലപരിപഥങ്ങള്‍ (integrated circuits) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചായി ആംപ്ലിഫയര്‍ രൂപകല്‌പന. |
| - | ടെലിവിഷന്‍, റേഡിയോ, | + | ടെലിവിഷന്‍, റേഡിയോ, സിഡിപ്ലെയര്‍, പേര്‍സണല്‍ കംപ്യൂട്ടര്‍ തുടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളിലെല്ലാം ഇന്ന്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഒഴിച്ചുകൂടാന്‍ പറ്റാത്ത ഘടകമാണ്‌. മൈക്ക്‌ സെറ്റുകളുടെ കൂടെ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ സുപരിചിതമായ മറ്റൊന്ന്‌. ഒരാള്‍ മൈക്കിലൂടെ സംസാരിക്കുമ്പോള്‍ കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടതയുള്ള വൈദ്യുത സിഗ്നലുകള്‍ മൈക്കില്‍ നിന്നും ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കറിലേക്ക്‌ പ്രവഹിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കര്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുവാന്‍ ഈ സിഗ്നലുകള്‍ക്ക്‌ കഴിയില്ല. ഒരു ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനം ഇവിടെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടതയുള്ള സിഗ്നലുകളെ ഒരു ബഹുഘട്ട (Multi stage) വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറിലൂടെ കടത്തിവിട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതാനില വര്‍ധിപ്പിച്ച്‌ പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ വഴി ലൗഡ്‌സ്‌പീക്കറുകളെ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുന്നു. ആംപ്ലിഫയറികളുടെ ലളിതമായ ഒരു ഉപയോഗമാണിത്‌. ടെലിവിഷന്‍/റേഡിയോ പ്രക്ഷേപണം, റഡാര്‍, കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ കൂടെ കൂടുതല്‍ സങ്കീര്‍ണമായ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. |
| + | |||
| + | 1906-ല്‍ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട വാക്വം ട്രയോഡ്‌ എന്ന ട്യൂബ്‌ ഉപകരണമാണ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ പിറവിക്ക്‌ കാരണമായത്‌. ദുര്‍ബലമായ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാന്‍ വിവിധ ഇലക്‌ട്രാണിക ഉപകരണങ്ങളില്‍ ഇവ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി. ആവൃത്തി കൂടിയ സിഗ്നലുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ വാക്വം പെന്റോഡുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ പിന്നീട്‌ വികസിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. വളരെ വലുപ്പം കൂടിയതും, വന്‍തോതില്‍ താപം ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നവയുമായിരുന്നു വാക്വം ട്യൂബ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍. ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ എന്ന അര്‍ധചാലക ഉപകരണത്തിന്റെ കണ്ടുപിടുത്തം (1948) ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്‌ രംഗത്തും പ്രത്യേകിച്ച്‌, ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ നിര്‍മാണ മേഖലയിലും അടുത്തൊരു ഘട്ടത്തിന്‌ തന്നെ തുടക്കം കുറിക്കാന്‍ കാരണമായി. ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ കുറഞ്ഞ വലുപ്പവും വിലക്കുറവുമുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടു. എന്നാല്‍ അത്യുന്നതാവൃത്തിയില്‍ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്‌ പരിമിതികളുണ്ടായിരുന്നു. പുതിയതരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഇത്തരം പരിമിതികളെ മറികടന്നു. 1970-കളില്‍ നിലവില്‍ വന്ന ഫീല്‍ഡ്‌ ഇഫക്‌റ്റ്‌ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളും (FET) 1980-കളില്‍ വ്യാപകമായ മോസ്‌ഫെറ്റും (MOSFET-Metal oxide semi conductor FET) ആംപ്ലിഫയര്‍ മേഖലയില്‍ വന്‍ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തി. ചിപ്പുകളുടെ രൂപത്തില്‍ വിവിധതരം ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഇന്ന്‌ ലഭ്യമാണ്‌. | ||
| - | |||
== അടിസ്ഥാന തത്ത്വം== | == അടിസ്ഥാന തത്ത്വം== | ||
[[ചിത്രം:Vol3p110_Electronic_component_transistors.jpg|thumb|വിവിധ തരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍]] | [[ചിത്രം:Vol3p110_Electronic_component_transistors.jpg|thumb|വിവിധ തരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍]] | ||
| - | വിവിധ തരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളാണ്‌ ആധുനിക | + | വിവിധ തരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളാണ്‌ ആധുനിക ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങള്‍. നോ: ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍. ബൈപോളാര്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ (NPN , PNP), എഫ്‌.ഇ.ടി (FET), മോസ്‌ഫെറ്റ്‌ (MOSFET) എന്നീ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ തയ്യാറാക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. റെസിസ്റ്ററുകള്‍, കപ്പാസിറ്ററുകള്‍, ഇന്‍ഡക്‌ടറുകള്‍, ബാറ്ററികള്‍ മുതലായവയും ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങളുടെ ഭാഗമായിരിക്കും. |
| - | + | എമിറ്റര്‍, ബേസ്‌, കളക്‌റ്റര്‍ എന്നിവയാണ്‌ ഒരു ബൈജങ്‌ഷന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ (BJT) ന്റെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങള്‍. പ്രവര്‍ധക ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കാണ്‌ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ കൂടുതലായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. പരിപഥത്തിലെ ഇന്‍പുട്ടിനും, ഔട്ട്‌പുട്ടിനും ഇടയ്‌ക്ക്‌ ഏത്‌ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ ഭാഗമാണ്‌ പൊതുവായി ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ളത്‌ എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി കോമണ്‍ ബേസ്‌, കോമണ്‍ കളക്‌റ്റര്‍, കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ എന്നിങ്ങനെ മൂന്ന്‌ തരത്തില്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ സജ്ജീകരിക്കാം. ഇവ യഥാക്രമം ബേസ്‌/കളക്‌റ്റര്‍/എമിറ്റര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നിങ്ങനെ അറിയപ്പെടുന്നു. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിനുമേല്‍ കൂടിയ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധവും (impedence) കുറഞ്ഞ ഔട്ട്‌പുട്ടിനുമേല്‍ കര്‍ണരോധവും നല്‍കാന്‍ കഴിവുള്ള കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ രീതിയാണ്‌ പ്രവര്‍ധകങ്ങളില്‍ കൂടുതലും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്‌. | |
| - | + | ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ (BJT) ഉപയോഗിച്ച്‌ തയ്യാറാക്കുന്ന ഒരു അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ധക പരിപഥത്തിന്റെ (കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ രീതിയില്‍) ചിത്രം (1) കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. | |
[[ചിത്രം:Vol3a_141_Image-2.jpg|400px|ചിത്രം (1)]] | [[ചിത്രം:Vol3a_141_Image-2.jpg|400px|ചിത്രം (1)]] | ||
| - | ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്റെ | + | ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്റെ എമിറ്റര്‍ (E) - ബേസ്‌ (B) ജങ്‌ഷനില്‍ സൃഷ്‌ടിക്കപ്പെടുന്ന ചെറിയ വോള്‍ട്ടതാ മാറ്റങ്ങള്‍ കളക്‌റ്റര്‍ ധാരയെ വന്‍തോതില്‍ വര്‍ധിപ്പിക്കുകയും, ഉയര്‍ന്ന മൂല്യമുള്ള ലോഡ്‌ പ്രതിരോധകത്തിന്‌ (RL) കുറുകേ വര്‍ധിച്ച ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ലഭ്യമാകുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ്‌ ഈ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തന തത്ത്വം. പരിപഥത്തില്‍ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രതിരോധകങ്ങള്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തെ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനുള്ളവയാണ്‌. നേര്‍ധാരയുടെ ഘടകങ്ങളെ തടഞ്ഞു നിര്‍ത്തി പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെ കടത്തിവിടാനാണ്‌ C<sub>c</sub> എന്ന കപ്പാസിറ്റര്‍. എമിറ്ററില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെ ബൈപാസ്‌ ചെയ്‌ത്‌ കളയാന്‍ C<sub>2</sub> എന്ന കപ്പാസിറ്റര്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അല്ലാത്ത പക്ഷം R<sub>E</sub> യില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന വോള്‍ട്ടത പരിപഥത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കും. |
| - | + | പ്രവര്‍ധനഫലമായുണ്ടാകുന്ന കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ (Current gain), വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ (Voltage gain), പവര്‍ ഗെയിന്‍ (Power gain) എന്നിവ കണക്കുക്കൂട്ടാന്‍ കഴിയും. ഇവയുടെ സമവാക്യങ്ങള്‍ താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. | |
| + | |||
കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ = ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കറന്റ്‌ ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ കറന്റ്‌ | കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ = ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കറന്റ്‌ ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ കറന്റ്‌ | ||
| + | |||
വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ = ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത | വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ = ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത | ||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | == വോള്‍ട്ടേജ്‌ | + | പവര്‍ ഗെയിന്‍ = കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ × വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ |
| - | + | കൂടാതെ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം (ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ കറന്റ്‌), ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം (ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കറന്റ്‌) എന്നിവയുടെ മൂല്യങ്ങളും കണക്കാക്കാവുന്നതാണ്‌. | |
| - | ട്യൂണ്‍ട്‌ വോള്‍ട്ടേജ്‌ | + | |
| - | == കറന്റ്‌ | + | ചിത്രം (1) കാണിച്ചിരിക്കുന്നതിന്‌ സമാനമായൊരു പരിപഥത്തില്‍ ബൈപോളാര്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്‌ പകരം FET/MOSFET തുടങ്ങിയവ ഘടിപ്പിച്ചും ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ തയ്യാറാക്കാം. ബൈജങ്‌ഷന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളുടെ പരിമിതികള്‍ ഒഴിവാക്കാന്‍ ഇത്തരം സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ കഴിയും. |
| - | സിഗ്നലിന്റെ കറന്റുമൂല്യം | + | |
| - | == | + | == വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍== |
| - | + | ആംപ്ലിഫയറില്‍നിന്നും ലഭിക്കുന്ന വോള്‍ട്ടത, ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നല്‍ വോള്‍ട്ടതയേക്കാള്‍ വര്‍ധിച്ചിരുന്നാല്‍ ആ ആംപ്ലിഫയറിനെ വോള്‍ട്ടതാ പ്രവര്‍ധകം എന്നു പറയുന്നു. മിക്ക ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലെയും അവിഭാജ്യ ഘടകമാണ്‌ ഇവ. ചിത്രം (1) ഒരു വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അടിസ്ഥാന പരിപഥം കൂടിയാണ്‌. ഇവ നിര്‍മിക്കാന്‍ കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ രീതിയാണ്‌ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. FET,MOSFET മുതലായവ ഉപയോഗിച്ചുള്ള വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ കൂടാതെ ചിപ്പു രൂപത്തിലുള്ള വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളും ഇന്ന്‌ പ്രചാരത്തിലുണ്ട്‌. കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ ചിപ്പ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളും കൂടിയ വോള്‍ട്ടതയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കാന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളുമാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ഓഡിയോ സംവിധാനങ്ങള്‍, പേഴ്‌സണല്‍ കംപ്യൂട്ടറുകള്‍ എന്നിവയില്‍ ചിപ്പ്‌ രൂപത്തിലുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ കാണാം. | |
| - | പൊതുവേ ഒരു ബഹുഘട്ട | + | |
| + | '''ട്യൂണ്‍ട്‌ വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍''' (Tuned Voltage Amplifier). പ്രരകം (inductor), കപ്പാസിറ്റര്‍ എന്നിവകൊണ്ട്‌ നിര്‍മിക്കുന്ന ഒരു ട്യൂണ്‍ട്‌ പരിപഥം (Tuned Circuit) അടങ്ങിയ പ്രത്യേക തരം വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളാണിത്‌. സിഗ്നലുകളുടെ വോള്‍ട്ടത പ്രവര്‍ധനത്തിനോടൊപ്പം ഒരു പ്രത്യേക ആവൃത്തി പരിധിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെ തിരഞ്ഞെടുക്കാനും ഇവയ്‌ക്ക്‌ കഴിയും. റേഡിയോകളില്‍ ആവശ്യമായ സ്റ്റേഷന്‍ തെരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്‌ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സഹായത്തോടെയാണ്‌. | ||
| + | |||
| + | == കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍== | ||
| + | സിഗ്നലിന്റെ കറന്റുമൂല്യം വര്‍ധിപ്പിക്കേണ്ട അവസരങ്ങളില്‍ കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ആവശ്യമാണ്‌. കോമണ്‍ ബേസ്‌ രീതിയിലാണ്‌ അടിസ്ഥാന കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ ക്രമപ്പെടുത്തുന്നത്‌. ഒരു വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥത്തില്‍ ചെറിയ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തിയും കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ നിര്‍മിക്കാം. | ||
| + | |||
| + | == പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍(Power Amplifiers)== | ||
| + | ഗണ്യമായ അളവില്‍ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വിദ്യുത്‌ പവര്‍ ലഭിക്കത്തക്കവിധം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ഇവ. "ലാര്‍ജ്‌ സിഗ്നല്‍' (large signal) ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നും ഇവയെ വിശേഷിപ്പിക്കാറുണ്ട്‌. മിക്ക ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലും അവയുടെ പരിപഥത്തിലെ അവസാനഘട്ടം ഒരു പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ ആയിരിക്കും. മൈക്ക്‌ സെറ്റില്‍ പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ സഹായത്തോടെയാണ്‌ ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കറുകള്‍ ആവശ്യമായ ശബ്‌ദത്തില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്‌. റേഡിയോ/ടെലിവിഷന്‍ പ്രക്ഷേപണത്തില്‍ ആന്റിനകള്‍ ആവശ്യമായ ശക്തിയുള്ള സിഗ്നലുകള്‍ വിസരണം ചെയ്യുന്നതും പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സഹായത്തോടെയാണ്‌. | ||
| + | |||
| + | പൊതുവേ ഒരു ബഹുഘട്ട ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അവസാന ഘട്ടമായാണ്‌ ഇവ ക്രമീകരിക്കുന്നത്‌. അവസാന ഘട്ടത്തില്‍, ലോഡ്‌ പ്രതിരോധത്തിന്റെ സ്ഥാനത്ത്‌ ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കര്‍ സ്ഥാപിച്ചാണ്‌ ശബ്‌ദ സംവിധാനങ്ങളിലെ പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അടിസ്ഥാന പരിപഥം ചിത്രം (2) ല്‍ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. | ||
[[ചിത്രം:Vol3a_142_Image-2.jpg|400px|ചിത്രം (2)]] | [[ചിത്രം:Vol3a_142_Image-2.jpg|400px|ചിത്രം (2)]] | ||
| - | ഇന്‍പുട്ടായി | + | ഇന്‍പുട്ടായി നല്‍കുന്ന സൈന്‍ (Sine) തരംഗത്തിന്റെ എത്ര സൈക്കിള്‍ സമയത്തേക്ക്‌ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ പരിപഥത്തില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കാം എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ആംപ്ലിഫയറുകളെ (പ്രത്യേകിച്ചും പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളെ) വിവിധ ക്ലാസ്സുകളായി തിരിക്കാറുണ്ട്‌. ക്ലാസ്‌ A, AB, B, C എന്നിങ്ങനെയാണ്‌ സാധാരണയായ വര്‍ഗീകരണം. |
| - | ക്ലാസ്‌ A. ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ | + | '''ക്ലാസ്‌ A'''. ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ പരിപഥത്തില്‍ മുഴുവന്‍ സമയവും വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കുന്ന തരത്തില്‍ പരിപഥത്തിലെ വോള്‍ട്ടതകള്‍ ക്രമീകരിച്ചിട്ടുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ഇവ. കുറഞ്ഞ പവര്‍ ആവശ്യമുള്ള രംഗങ്ങളിലാണ്‌ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. |
| - | ക്ലാസ്‌ AB. ഇന്‍പുട്ട്‌ വിദ്യുത്‌ സൈക്കിളിന്റെ | + | '''ക്ലാസ്‌ AB'''. ഇന്‍പുട്ട്‌ വിദ്യുത്‌ സൈക്കിളിന്റെ പകുതിയില്‍ ക്കൂടുതല്‍ എന്നാല്‍, ഒരു പൂര്‍ണ സൈക്കിളില്‍ കുറവ്‌ സമയത്തേക്ക്‌ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ പരിപഥത്തില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കുന്ന പരിപഥങ്ങളാണിവ. പൊതുവേ ഒന്നിലധികം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഇവയില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും. |
| - | ക്ലാസ്‌ B. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിന്റെ ഒരു സൈക്കിളിന്റെ ഏകദേശം പകുതി സമയത്തേക്ക്‌ മാത്രം | + | '''ക്ലാസ്‌ B'''. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിന്റെ ഒരു സൈക്കിളിന്റെ ഏകദേശം പകുതി സമയത്തേക്ക്‌ മാത്രം ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര പ്രവഹിക്കുന്ന രീതിയില്‍ ക്രമപ്പെടുത്തുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ക്ലാസ്‌ B ആംപ്ലിഫയറുകള്‍. മിക്ക ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകളും ഈ വിഭാഗത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്നവയാണ്‌. |
| - | ക്ലാസ്‌ C. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിന്റെ ഒരു സൈക്കിളിന്റെ പകുതിയേക്കാളും അല്‌പം കുറഞ്ഞ സമയത്തേക്ക്‌ മാത്രം | + | '''ക്ലാസ്‌ C'''. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിന്റെ ഒരു സൈക്കിളിന്റെ പകുതിയേക്കാളും അല്‌പം കുറഞ്ഞ സമയത്തേക്ക്‌ മാത്രം ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണിവ. ഇവയില്‍ ഇന്‍പുട്ടില്‍ വോള്‍ട്ടതയുടെ അസാന്നിധ്യത്തില്‍ ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ഉണ്ടായിരിക്കില്ല. റേഡിയോ ട്രാന്‍സ്‌മിറ്ററുകളിലാണ്‌ ഇവ കൂടുതലും ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ക്ലാസ്‌ B, C ആംപ്ലിഫയറുകളില്‍ സിഗ്നലിന്റെ ശരിയായ പ്രതിരൂപമല്ല ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ ലഭ്യമാകുന്നത്‌. കുറച്ചൊക്കെ വൈരൂപ്യം സംഭവിച്ചിരിക്കും. ഇതിനു പ്രതിവിധിയായി തയ്യാറാക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ പുഷ്‌പുള്‍ ആംപ്ലശ്ശിഫയറുകള്‍. |
| - | == ബഹുഘട്ട | + | == ബഹുഘട്ട ആംപ്ലിഫയറുകള്‍== |
| - | മിക്ക പ്രായോഗിക | + | മിക്ക പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനങ്ങളിലും ഔട്ട്‌പുട്ടിനും ഇന്‍പുട്ടിനും ഇടയ്‌ക്ക്‌ ഒന്നിലേറെ പ്രവര്‍ധകഘട്ടം ഉണ്ടായിരിക്കും. ചിത്രം (1) പ്രവര്‍ധന പ്രക്രിയയുടെ ഒരു ഘട്ടത്തെയാണ്‌ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്‌. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു ഘട്ടത്തിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ മറ്റൊരു ഘട്ടത്തിന്റെ ഇന്‍പുട്ടായി കൊടുക്കത്തക്കവിധം ക്രമീകരിച്ച വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിലൂടെയാണ്‌ ആവശ്യമായ സിഗ്നലുകള്‍ നിര്‍മിച്ചെടുക്കുന്നത്‌. കാസ്‌കേഡഡ്‌ (Cascaded) ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്‌. പരിപഥങ്ങളിലെ ഒരു ഘട്ടത്തില്‍ നിന്നും അടുത്തതിലേക്ക്‌ സിഗ്നലുകളെ സംക്രമിപ്പിക്കാന്‍ യുഗ്മന (Coupling) രീതികള്‍ സഹായിക്കുന്നു. ഇതിനായി R-C യുഗ്മനം, L-C യുഗ്മനം, ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മര്‍ യുഗ്മനം, നേര്‍യുഗ്മനം എന്നിങ്ങനെ വിവിധ രീതികളുണ്ട്‌. ബഹുഘട്ട ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ഗെയിന്‍ (gain) കണക്കാക്കുന്നത്‌ ഓരോ ഘട്ടങ്ങളുടെയും ഗെയിനിന്റെ മൂല്യങ്ങള്‍ പരസ്‌പരം ഗുണിച്ചാണ്‌. ഡെസിബെല്‍ ആണ്‌ ഈ ഗെയിനിന്റെ ഏകകം. |
[[ചിത്രം:Vol3a_142_Image-1.jpg|300px|ചിത്രം (3)]] | [[ചിത്രം:Vol3a_142_Image-1.jpg|300px|ചിത്രം (3)]] | ||
| വരി 53: | വരി 62: | ||
[[ചിത്രം:Vol3a_143_Image-3.jpg|300px|ചിത്രം 5]] | [[ചിത്രം:Vol3a_143_Image-3.jpg|300px|ചിത്രം 5]] | ||
| - | R-C യുഗ്മനം (Resistance-Capacitance Coupling). പ്രതിരോധകം (resistor), | + | '''R-C യുഗ്മനം''' (Resistance-Capacitance Coupling). പ്രതിരോധകം (resistor), കപ്പാസിറ്റര്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്‌ രണ്ടു ഘട്ടങ്ങളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന യുഗ്മന രീതിയാണിത്‌. താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഈ രീതിയാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ചിത്രം (3) നോക്കുക. |
| - | + | '''ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മര്‍ യുഗ്മനം''' (Transformer coupling). പ്രത്യാവര്‍ത്തിധാരാ സിഗ്നലുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യേണ്ട അവസരങ്ങളില്‍ രണ്ട്‌ ഘട്ടങ്ങളെ ഒരു ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മറിലൂടെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണിത്‌. കൂടിയ ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന അവസരങ്ങളിലും ഈ രീതി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ചിത്രം (4) നോക്കുക. | |
| - | + | നേര്‍ യുഗ്മനം (Direct Coupling). കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള ഉപയോഗങ്ങള്‍ക്ക്‌ ഈ രീതി ഉപയോഗപ്പെടുത്താം. പ്രതിരോധകം, കപ്പാസിറ്റര്‍ മുതലായവ കൂടാതെ രണ്ട്‌ ഘട്ടങ്ങളെ ചാലക വയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ നേരിട്ട്‌ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണിത്‌. ചിത്രം (5) നോക്കുക. | |
| - | L-C യുഗ്മനം (Inductace-Capacitance Coupling). | + | '''L-C യുഗ്മനം''' (Inductace-Capacitance Coupling). ഇന്‍ഡക്‌ടര്‍, കപ്പാസിറ്റര്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്‌ യുഗ്മനം നടത്തുന്ന രീതിയാണിത്‌. ട്യൂണ്‍ട്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളില്‍ ഈ രീതിയാണ്‌ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്‌. |
| - | ഒരു | + | ഒരു ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമതയ്‌ക്ക്‌ അതില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന യുഗ്മന പരിപഥവുമായി നേരിട്ട്‌ ബന്ധമുണ്ട്‌. R-C യുഗ്മന രീതിയാണ്‌ കൂടുതല്‍ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്‌. R-C, ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മര്‍, നേര്‍യുഗ്മന രീതികള്‍ സജ്ജീകരിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ (FET ഉപയോഗിക്കുന്നവ) ചിത്രം (3), (4), (5) ഇവയില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. |
| - | ഫീഡ്‌ബാക്ക്‌. ഒരു | + | '''ഫീഡ്‌ബാക്ക്‌'''. ഒരു ആംപ്ലിഫയറിന്റെ വോള്‍ട്ടതാ-ഗെയിന്‍ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം, ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം, ബാന്‍ഡ്‌വിഡ്‌ത്ത്‌ എന്നിവയുടെ മൂല്യങ്ങളില്‍ മാറ്റം വരുത്തേണ്ട സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു രീതിയാണിത്‌. ഒരു ഘട്ടത്തിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ടിനെ, ആ ഘട്ടത്തിന്റെയോ അതിനുപിന്നിലുള്ള ഘട്ടത്തിന്റെയോ ഇന്‍പുട്ടുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. സിഗ്നലുകള്‍ക്ക്‌ സംഭവിക്കുന്ന വിരൂപണം കുറയ്‌ക്കാനും ഈ രീതി സഹായിക്കുന്നു. നെഗറ്റീവ്‌, പോസിറ്റീവ്‌ എന്നിങ്ങനെ രണ്ടു തരം ഫീഡ്‌ബാക്‌ രീതികള്‍ സാധ്യമാണ്‌. നെഗറ്റീവ്‌ ഫീഡ്‌ ബാക്ക്‌ രീതിയാണ്‌ കൂടുതലും അഭികാമ്യം. |
| - | == | + | == ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍== |
| - | [[ചിത്രം:Vol3p110_Op-amps.jpg|thumb|വിവിധ | + | [[ചിത്രം:Vol3p110_Op-amps.jpg|thumb|വിവിധ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ ചിപ്പുകള്‍]] |
| - | സമാകലിത ചിപ്പ്‌ | + | സമാകലിത ചിപ്പ്‌ രൂപത്തില്‍ ലഭ്യമാകുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണിവ. ഓപാംപ്‌ എന്നും പാക്കേജ്‌ഡ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നും ഇവ അറിയപ്പെടുന്നു. കുറഞ്ഞ വലുപ്പമുള്ള ഇവയില്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ സൂക്ഷ്‌മമായി ഉള്‍ക്കൊള്ളിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രതിരോധകങ്ങള്‍, കപ്പാസിറ്ററുകള്‍ എന്നിവ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളോട്‌ ബന്ധപ്പെടുത്തി വിവിധ പരിപഥങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയും. |
| - | 1960-കളുടെ അവസാനകാലത്ത്‌ | + | 1960-കളുടെ അവസാനകാലത്ത്‌ ഫെയര്‍ ചൈല്‍ഡ്‌ (Fair child) കമ്പനി പുറത്തിറക്കിയ UA-709 എന്ന ചിപ്പാണ്‌ ആദ്യമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ട ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍. 741 എന്ന പേരില്‍ പുറത്തിറങ്ങിയ ഓപാംപ്‌ ആണ്‌ പിന്നീട്‌ വ്യാപകമായ മറ്റൊന്ന്‌. ഓപാംപുകളുടെ വരവോടെ ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലെ പരിപഥങ്ങളുടെ സങ്കീര്‍ണത ഒരു പരിധിവരെ ലഘൂകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞു. അനലോഗ്‌ കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ അവിഭാജ്യ ഘടകങ്ങളായിരുന്നു ഇവ. |
| - | കൂടിയ വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍, കൂടിയ ഇന്‍പുട്ട്‌ | + | കൂടിയ വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍, കൂടിയ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം, കുറഞ്ഞ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം എന്നിവ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സവിശേഷതകളാണ്‌. നേര്‍യുഗ്മന, നെഗറ്റീവ്‌ ഫീഡ്‌ ബാക്കിങ്‌ രീതികളിലാണ്‌ ഇവയ്‌ക്കുള്ളിലെ പരിപഥങ്ങള്‍ സജ്ജീകരിക്കുന്നത്‌. നേര്‍ധാരയെയും, പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെയും കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ ഈ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ക്ക്‌ കഴിയും. ഗണിത ശാസ്‌ത്ര ക്രിയകളായ സങ്കലനം, വ്യവകലനം, ഗുണനം, സമാകലനം (integration), അവകലനം (Differentiation), ലോഗരിത ക്രിയകള്‍ എന്നിവ ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള പരിപഥങ്ങള്‍ ഇവ ഉപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍മിക്കാം. |
| - | ഒരു | + | ഒരു ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറിനെ സൂചിപ്പിക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന അടയാളം ചിത്രം (6) ല്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. |
[[ചിത്രം:Vol3a_143_Image-2.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol3a_143_Image-2.jpg|400px]] | ||
| - | V<sub>n</sub>,V<sub>p</sub>എന്നിവ | + | V<sub>n</sub>,V<sub>p</sub>എന്നിവ ഇന്‍വര്‍ട്ടിങ്‌, നോണ്‍ ഇന്‍വര്‍ട്ടിങ്‌ ഇന്‍പുട്ടുകള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. V<sub>dd</sub>,V<sub>ss</sub> എന്നിവ പോസിറ്റീവ്‌, നെഗറ്റീവ്‌ പവര്‍ സപ്പ്ലെകളും, V<sub>0</sub> ഔട്ട്‌പുട്ടും ആണ്‌. |
| - | ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ ഗെയിന്‍ = V<sub>p</sub>-V<sub>n</sub> | + | ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ ഗെയിന്‍ = V<sub>p</sub>-V<sub>n</sub> x G<sub>ഓപ്പണ്‍ ലൂപ്പ്‌ ഗെയിന്‍ </sub> |
എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഗെയിന്‍ കണക്കാക്കുന്നു. | എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഗെയിന്‍ കണക്കാക്കുന്നു. | ||
| - | ( | + | (പരിപഥത്തില്‍ ഫീഡ്‌ബാക്കില്ലാത്ത സമയത്ത്‌ ലഭിക്കുന്ന ഗെയിനാണ്‌ ഓപ്പണ്‍ ലൂപ്പ്‌ ഗെയിന്‍) |
| - | ഓപാംപ്‌ പരിപഥങ്ങള്‍ | + | '''ഓപാംപ്‌ പരിപഥങ്ങള്‍''' |
===സങ്കലനത്തിനുള്ളത്‌ === | ===സങ്കലനത്തിനുള്ളത്‌ === | ||
| - | ഇന്‍പുട്ടായി | + | |
| - | V<sub>1</sub>, V<sub>2</sub>, V<sub>3</sub> എന്നീ മൂന്ന്‌ വോള്‍ട്ടതകള്‍ ഓപാംപിന്റെ | + | ഇന്‍പുട്ടായി നല്‍കുന്ന വിവിധ വോള്‍ട്ടതകളുടെ ആകെത്തുക ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയായി ലഭിക്കത്തക്ക വിധം ക്രമീകരിക്കുന്ന ഒരു പരിപഥമാണിത്‌. സമ്മിങ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ (Summing Amplifier) എന്നും സമ്മര്‍ (Summer) എന്നും ഇത്‌ അറിയപ്പെടുന്നു. അടിസ്ഥാന പരിപഥം ചിത്രം (7)-ല്‍ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. |
| + | V<sub>1</sub>, V<sub>2</sub>, V<sub>3</sub> എന്നീ മൂന്ന്‌ വോള്‍ട്ടതകള്‍ ഓപാംപിന്റെ ഇന്‍വര്‍ട്ടിങ്‌ ഇന്‍പുട്ടില്‍ നല്‍കുമ്പോള്‍ R<sub>1</sub>, R<sub>2</sub>, R<sub>3</sub> എന്നീ മൂന്ന്‌ പ്രതിരോധകങ്ങളിലൂടെ യഥാക്രമം i, i<sub>1</sub>, i<sub>3</sub> എന്നീ മൂന്ന്‌ വിദ്യുത്‌ ധാരകള്‍ പ്രവഹിക്കുന്നു. R<sub>f</sub> എന്ന പ്രതിരോധകത്തിലൂടെ പ്രവഹിക്കുന്ന വിദ്യുത്‌ ധാര (i<sub>f</sub>) ഈ മൂന്ന്‌ ധാരകളുടെയും ആകെത്തുകയായിരിക്കും. സമവാക്യം (1) നോക്കുക. | ||
| + | |||
| + | I<sub>1</sub>=V<sub>1</sub>/R<sub>1</sub>, I<sub>2</sub> =V<sub>2</sub>/R<sub>2</sub>, I<sub>3</sub> =V<sub>3</sub>/R<sub>3</sub>എന്നും | ||
[[ചിത്രം:Vol3a_144_Formula.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol3a_144_Formula.jpg|400px]] | ||
| - | സമാനമായ | + | സമാനമായ പരിപഥത്തില്‍ വ്യത്യസ്‌ത മൂല്യമുള്ള പ്രതിരോധകങ്ങള്‍ ഘടിപ്പിച്ച്‌ ഗുണനക്രിയയും നടത്താന്‍ കഴിയും. |
| - | ===വോള്‍ട്ടതാ കറന്റ്‌ | + | |
| - | കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന വോള്‍ട്ടേജ്‌ | + | ===വോള്‍ട്ടതാ കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ === |
| + | കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. അത്തരമൊരു ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥം ചിത്രം (8)-ല്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. | ||
| + | |||
| + | [[ചിത്രം:Vol3a_144_Image-2.jpg|400px|ചിത്രം 8]] | ||
| + | |||
| + | ഇവിടെ V<sub>a</sub> എന്ന ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയെയാണ്‌ പ്രവര്‍ധിപ്പിക്കേണ്ടത്‌. വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ എന്നു പറയുന്നത്‌ V<sub>0</sub>/V<sub>a</sub>ആയിരിക്കും. V<sub>s</sub> എന്ന ബാറ്ററി നല്‍കുന്ന വിദ്യുത്‌ധാര V<sub>s</sub> / R<sub>s</sub> (= i<sub>f</sub>) ആണ്‌. ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം വളരെ കൂടിയതിനാല്‍ ഈ ധാര ( i<sub>f</sub>) മുഴുവനായും R<sub>f</sub> എന്ന പ്രതിരോധകത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്നു. V<sub>0</sub>= i<sub>f</sub> x R<sub>f</sub>ഉം V<sub>a</sub>= i<sub>f</sub> x R<sub>a</sub>-ഉം ആണെങ്കില്‍ വോള്‍ട്ടതാ ലാഭം V<sub>0</sub> / V<sub>a</sub>=R<sub>f</sub> / R<sub>s</sub>എന്നായിരിക്കുമല്ലോ. യഥാര്‍ഥത്തില്‍ R<sub>s</sub>, ബാറ്ററിയുടെ (V<sub>s</sub>) ആന്തര പ്രതിരോധകം ആണ്‌. വളരെ കുറഞ്ഞ ഒരു മൂല്യമായിരിക്കും ഇത്‌. | ||
| + | |||
| + | ഈ പരിപഥത്തില്‍ത്തന്നെ ചെറിയ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തി കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറും നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയും. ചിത്രം (9) ഒരു കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പരിപഥമാണ്‌. | ||
| + | [[ചിത്രം:Vol3a_144_Image-4.jpg|400px|ചിത്രം 9]] | ||
| + | |||
| + | === ഡിഫറന്‍ഷ്യേറ്റര്‍ (Differentiater)=== | ||
| + | അവകലനം (Differentiation) ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള പരിപഥങ്ങളാണ്‌ ഇവ. ഇവയില്‍ ഇന്‍പുട്ടിന്റെ വ്യുത്‌പന്നമാണ്‌ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌. ചിത്രം (8)-ന്‌ സമാനമാണ്‌ ഇതിന്റെ പരിപഥം. പ്രതിരോധകം (Rs)നു പകരം ഒരു കപ്പാസിറ്റര്‍ ഘടിപ്പിക്കുന്നു. | ||
| + | |||
| + | [[ചിത്രം:Vol3a 144 Image-.jpg|400px|ചിത്രം 10]] | ||
| + | |||
| + | കപ്പാസിറ്ററിലൂടെയുള്ള വിദ്യുത്‌ധാര i=C dV<sub>in</sub>/dt ആണ്‌. V<sub>in</sub> എന്നത്‌ ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയും, V<sub>out</sub> ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയുമാണ്‌. ഇവ യഥാക്രമം കപ്പാസിറ്റര്‍ (c), പ്രതിരോധകം (R<sub>f</sub>) എന്നിവയ്‌ക്ക്‌ കുറുകെയാണ്‌ ഉണ്ടാകുന്നത്‌. | ||
| + | |||
| + | i=V/R എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌ | ||
| + | |||
| + | V<sub>out</sub> = -RC dv<sub>in</sub>/dt എന്ന സമവാക്യം നിര്‍മിക്കാം. | ||
| + | |||
| + | ===ഇന്റഗ്രേറ്റര്‍ === | ||
| + | സമാകലന ക്രിയ ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള ഓപറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥം ചിത്രം (11)-ല്‍ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. | ||
| + | |||
| + | V<sub>out</sub>=-∫<sup>t</sup><sub>0</sub> V<sub>in</sub>/RC dt+V<sub>initial</sub> | ||
| + | എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഔട്ട്‌പുട്ടിന്റെ മൂല്യത്തെ കണക്കാക്കാം. V<sub>initial</sub> എന്നത്‌ പൂജ്യം സമയത്ത്‌ (t = 0) ഉണ്ടാകുന്ന ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയാണ്‌. ഇവ കൂടാതെ ഓസിലേറ്ററുകള്‍, കംപരേറ്ററുകള്‍ എന്നിങ്ങനെ നിരവധി പരിപഥങ്ങള്‍ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍മിക്കാം. | ||
| + | |||
| + | [[ചിത്രം:Vol3a_144_Image-1.jpg|400px|ചിത്രം11]] | ||
| - | + | ==വര്‍ഗീകരണം == | |
| + | ആംപ്ലിഫയറുകളെ വിവിധ തരത്തില്‍ വര്‍ഗീകരിക്കാറുണ്ട്‌. പട്ടിക (1) നോക്കുക | ||
| - | + | [[ചിത്രം:Vol3a_145_Image_1.jpg|400px]] | |
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ==ചില പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ == | |
| - | + | പ്രചാരത്തിലുള്ള ചില പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനങ്ങള്‍ ഇവയാണ്‌. | |
| - | + | ===ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ === | |
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | ==ചില പ്രായോഗിക | + | |
| - | പ്രചാരത്തിലുള്ള ചില പ്രായോഗിക | + | |
| - | ===ഓഡിയോ | + | |
[[ചിത്രം:Vol3p110_Audio Amplifie.jpg|thumb|ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയര്‍]] | [[ചിത്രം:Vol3p110_Audio Amplifie.jpg|thumb|ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയര്‍]] | ||
| - | മിക്ക ശബ്‌ദ സംവിധാനങ്ങളിലും ഓഡിയോ | + | മിക്ക ശബ്‌ദ സംവിധാനങ്ങളിലും ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും. 20H<sub>z</sub> മുതല്‍ 20 KH<sub>z</sub>വരെ ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെയാണ്‌ ഇവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്‌. R-C, L-C യുഗ്മന രീതികള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ബഹുഘട്ടങ്ങളിലൂടെ ആവശ്യമായ സിഗ്നലുകള്‍ നിര്‍മിക്കാം. ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചും ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകളെ ക്രമീകരിക്കാം. കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ സൗണ്ട്‌ കാര്‍ഡുകളില്‍ നിരവധി ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും. ക്ലാസ്‌ AB/B രീതികളിലാണ്‌ ഇവ തയ്യാറാക്കുന്നത്‌. |
| - | ===വീഡിയോ | + | ===വീഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ === |
| - | ടെലിവിഷന്‍ സെറ്റുകളിലെ പ്രധാന ഘടകമാണ്‌ ഇവ. ഏകദേശം | + | ടെലിവിഷന്‍ സെറ്റുകളിലെ പ്രധാന ഘടകമാണ്‌ ഇവ. ഏകദേശം 30H<sub>z</sub> 5MH<sub>z</sub> ആവൃത്തി പരിധിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ധിപ്പിക്കുന്നു. നേര്‍യുഗ്മന രീതി ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയാണ്‌ പൊതുവേ ഇവ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. |
| - | ===റേഡിയോ ആവൃത്തി | + | ===റേഡിയോ ആവൃത്തി ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ (RF) === |
[[ചിത്രം:Vol3p110_RF_Amplifier_.jpg|thumb|പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍]] | [[ചിത്രം:Vol3p110_RF_Amplifier_.jpg|thumb|പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍]] | ||
| - | റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ഇവ ടെലിവിഷന്‍/റേഡിയോ പ്രക്ഷേപണ | + | റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ഇവ ടെലിവിഷന്‍/റേഡിയോ പ്രക്ഷേപണ സംവിധാനങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ദ്വിഘട്ടങ്ങളുള്ള പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ മിക്കവയും. |
| - | === | + | ===മൈക്രോവേവ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ === |
[[ചിത്രം:Vol3p110_mocrowave amplifier.jpg|thumb|മൈക്രാ വേവ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍]] | [[ചിത്രം:Vol3p110_mocrowave amplifier.jpg|thumb|മൈക്രാ വേവ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍]] | ||
| - | 3000 | + | 3000 MH<sub>z</sub> മുകളില്‍ ആവൃത്തിയുള്ള സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ കഴിയും. മൈക്രോവേവ്‌ നിലയിലുള്ള വിദ്യുത്‌ പവര്‍ പുറപ്പെടുവിക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ക്ലൈസ്‌ട്രോണുകള്‍ (Klystrons) ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ക്ക്‌ ഉദാഹരണമാണ്‌. റഡാറുകള്‍, കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്നിവയില്‍ ക്ലൈസ്‌ട്രോണുകള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. |
| - | === | + | ===ഒപ്‌റ്റിക്കല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ === |
| - | പ്രകാശിക സിഗ്നലുകളെ | + | പ്രകാശിക സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ധനം ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകളാണിവ. വാര്‍ത്താ വിനിമയ രംഗത്തും ലേസര്‍ ഭൗതിക ശാസ്‌ത്രരംഗത്തും ഇവയ്‌ക്ക്‌ ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്‌. ലേസര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍, ഡോപ്‌ഡ്‌ ഫൈബര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍, സെമിക്കണ്ടക്‌ടര്‍ ഒപ്‌ടിക്കല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നിവ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്‌. |
Current revision as of 12:35, 10 സെപ്റ്റംബര്‍ 2014
ഉള്ളടക്കം |
ആംപ്ലിഫയര്‍
Amplifier
ഉള്ളിലേക്ക്‌ നല്‍കുന്ന സിഗ്നലുകളെ, അവയുടെ തരംഗരൂപത്തിന്‌ മാറ്റം വരുത്താതെ വലുതാക്കി പുറത്തുവിടാന്‍ കഴിവുള്ള ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനം. പ്രവര്‍ധകം എന്ന പേരിലും ഇതറിയപ്പെടുന്നു. ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലെ അടിസ്ഥാനഘടകമായ ഇവ വോള്‍ട്ടത, ധാര (Current), പവര്‍ (Power) എന്നിവയുടെ രൂപത്തിലുള്ള സിഗ്നലുകളെയാണ്‌ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്‌. ആദ്യകാലത്ത്‌ വാക്വം ട്യൂബ്‌ ഉപകരണങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ നിര്‍മിച്ചിരുന്നത്‌. എന്നാല്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്റുകളുടെ ആവിര്‍ഭാവത്തോടെ വിവിധയിനം ട്രാന്‍സിസ്റ്റുകള്‍, സമാകലപരിപഥങ്ങള്‍ (integrated circuits) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചായി ആംപ്ലിഫയര്‍ രൂപകല്‌പന.
ടെലിവിഷന്‍, റേഡിയോ, സിഡിപ്ലെയര്‍, പേര്‍സണല്‍ കംപ്യൂട്ടര്‍ തുടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങളിലെല്ലാം ഇന്ന്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഒഴിച്ചുകൂടാന്‍ പറ്റാത്ത ഘടകമാണ്‌. മൈക്ക്‌ സെറ്റുകളുടെ കൂടെ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ സുപരിചിതമായ മറ്റൊന്ന്‌. ഒരാള്‍ മൈക്കിലൂടെ സംസാരിക്കുമ്പോള്‍ കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടതയുള്ള വൈദ്യുത സിഗ്നലുകള്‍ മൈക്കില്‍ നിന്നും ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കറിലേക്ക്‌ പ്രവഹിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കര്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുവാന്‍ ഈ സിഗ്നലുകള്‍ക്ക്‌ കഴിയില്ല. ഒരു ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനം ഇവിടെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടതയുള്ള സിഗ്നലുകളെ ഒരു ബഹുഘട്ട (Multi stage) വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറിലൂടെ കടത്തിവിട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതാനില വര്‍ധിപ്പിച്ച്‌ പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ വഴി ലൗഡ്‌സ്‌പീക്കറുകളെ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുന്നു. ആംപ്ലിഫയറികളുടെ ലളിതമായ ഒരു ഉപയോഗമാണിത്‌. ടെലിവിഷന്‍/റേഡിയോ പ്രക്ഷേപണം, റഡാര്‍, കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ കൂടെ കൂടുതല്‍ സങ്കീര്‍ണമായ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
1906-ല്‍ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട വാക്വം ട്രയോഡ്‌ എന്ന ട്യൂബ്‌ ഉപകരണമാണ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ പിറവിക്ക്‌ കാരണമായത്‌. ദുര്‍ബലമായ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാന്‍ വിവിധ ഇലക്‌ട്രാണിക ഉപകരണങ്ങളില്‍ ഇവ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി. ആവൃത്തി കൂടിയ സിഗ്നലുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ വാക്വം പെന്റോഡുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ പിന്നീട്‌ വികസിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. വളരെ വലുപ്പം കൂടിയതും, വന്‍തോതില്‍ താപം ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നവയുമായിരുന്നു വാക്വം ട്യൂബ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍. ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ എന്ന അര്‍ധചാലക ഉപകരണത്തിന്റെ കണ്ടുപിടുത്തം (1948) ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്‌ രംഗത്തും പ്രത്യേകിച്ച്‌, ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ നിര്‍മാണ മേഖലയിലും അടുത്തൊരു ഘട്ടത്തിന്‌ തന്നെ തുടക്കം കുറിക്കാന്‍ കാരണമായി. ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ കുറഞ്ഞ വലുപ്പവും വിലക്കുറവുമുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടു. എന്നാല്‍ അത്യുന്നതാവൃത്തിയില്‍ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്‌ പരിമിതികളുണ്ടായിരുന്നു. പുതിയതരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഇത്തരം പരിമിതികളെ മറികടന്നു. 1970-കളില്‍ നിലവില്‍ വന്ന ഫീല്‍ഡ്‌ ഇഫക്‌റ്റ്‌ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളും (FET) 1980-കളില്‍ വ്യാപകമായ മോസ്‌ഫെറ്റും (MOSFET-Metal oxide semi conductor FET) ആംപ്ലിഫയര്‍ മേഖലയില്‍ വന്‍ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തി. ചിപ്പുകളുടെ രൂപത്തില്‍ വിവിധതരം ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഇന്ന്‌ ലഭ്യമാണ്‌.
അടിസ്ഥാന തത്ത്വം
വിവിധ തരം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളാണ്‌ ആധുനിക ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങള്‍. നോ: ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍. ബൈപോളാര്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ (NPN , PNP), എഫ്‌.ഇ.ടി (FET), മോസ്‌ഫെറ്റ്‌ (MOSFET) എന്നീ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ തയ്യാറാക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. റെസിസ്റ്ററുകള്‍, കപ്പാസിറ്ററുകള്‍, ഇന്‍ഡക്‌ടറുകള്‍, ബാറ്ററികള്‍ മുതലായവയും ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങളുടെ ഭാഗമായിരിക്കും.
എമിറ്റര്‍, ബേസ്‌, കളക്‌റ്റര്‍ എന്നിവയാണ്‌ ഒരു ബൈജങ്‌ഷന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ (BJT) ന്റെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങള്‍. പ്രവര്‍ധക ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കാണ്‌ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ കൂടുതലായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. പരിപഥത്തിലെ ഇന്‍പുട്ടിനും, ഔട്ട്‌പുട്ടിനും ഇടയ്‌ക്ക്‌ ഏത്‌ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ ഭാഗമാണ്‌ പൊതുവായി ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ളത്‌ എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി കോമണ്‍ ബേസ്‌, കോമണ്‍ കളക്‌റ്റര്‍, കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ എന്നിങ്ങനെ മൂന്ന്‌ തരത്തില്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ സജ്ജീകരിക്കാം. ഇവ യഥാക്രമം ബേസ്‌/കളക്‌റ്റര്‍/എമിറ്റര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നിങ്ങനെ അറിയപ്പെടുന്നു. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിനുമേല്‍ കൂടിയ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധവും (impedence) കുറഞ്ഞ ഔട്ട്‌പുട്ടിനുമേല്‍ കര്‍ണരോധവും നല്‍കാന്‍ കഴിവുള്ള കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ രീതിയാണ്‌ പ്രവര്‍ധകങ്ങളില്‍ കൂടുതലും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്‌. ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ (BJT) ഉപയോഗിച്ച്‌ തയ്യാറാക്കുന്ന ഒരു അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ധക പരിപഥത്തിന്റെ (കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ രീതിയില്‍) ചിത്രം (1) കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്റെ എമിറ്റര്‍ (E) - ബേസ്‌ (B) ജങ്‌ഷനില്‍ സൃഷ്‌ടിക്കപ്പെടുന്ന ചെറിയ വോള്‍ട്ടതാ മാറ്റങ്ങള്‍ കളക്‌റ്റര്‍ ധാരയെ വന്‍തോതില്‍ വര്‍ധിപ്പിക്കുകയും, ഉയര്‍ന്ന മൂല്യമുള്ള ലോഡ്‌ പ്രതിരോധകത്തിന്‌ (RL) കുറുകേ വര്‍ധിച്ച ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ലഭ്യമാകുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ്‌ ഈ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തന തത്ത്വം. പരിപഥത്തില്‍ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രതിരോധകങ്ങള്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തെ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനുള്ളവയാണ്‌. നേര്‍ധാരയുടെ ഘടകങ്ങളെ തടഞ്ഞു നിര്‍ത്തി പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെ കടത്തിവിടാനാണ്‌ Cc എന്ന കപ്പാസിറ്റര്‍. എമിറ്ററില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെ ബൈപാസ്‌ ചെയ്‌ത്‌ കളയാന്‍ C2 എന്ന കപ്പാസിറ്റര്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അല്ലാത്ത പക്ഷം RE യില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന വോള്‍ട്ടത പരിപഥത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കും. പ്രവര്‍ധനഫലമായുണ്ടാകുന്ന കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ (Current gain), വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ (Voltage gain), പവര്‍ ഗെയിന്‍ (Power gain) എന്നിവ കണക്കുക്കൂട്ടാന്‍ കഴിയും. ഇവയുടെ സമവാക്യങ്ങള്‍ താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു.
കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ = ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കറന്റ്‌ ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ കറന്റ്‌
വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ = ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത
പവര്‍ ഗെയിന്‍ = കറന്റ്‌ ഗെയിന്‍ × വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ കൂടാതെ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം (ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഇന്‍പുട്ട്‌ കറന്റ്‌), ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം (ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടത ÷ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കറന്റ്‌) എന്നിവയുടെ മൂല്യങ്ങളും കണക്കാക്കാവുന്നതാണ്‌.
ചിത്രം (1) കാണിച്ചിരിക്കുന്നതിന്‌ സമാനമായൊരു പരിപഥത്തില്‍ ബൈപോളാര്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററിന്‌ പകരം FET/MOSFET തുടങ്ങിയവ ഘടിപ്പിച്ചും ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ തയ്യാറാക്കാം. ബൈജങ്‌ഷന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളുടെ പരിമിതികള്‍ ഒഴിവാക്കാന്‍ ഇത്തരം സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ കഴിയും.
വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
ആംപ്ലിഫയറില്‍നിന്നും ലഭിക്കുന്ന വോള്‍ട്ടത, ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നല്‍ വോള്‍ട്ടതയേക്കാള്‍ വര്‍ധിച്ചിരുന്നാല്‍ ആ ആംപ്ലിഫയറിനെ വോള്‍ട്ടതാ പ്രവര്‍ധകം എന്നു പറയുന്നു. മിക്ക ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലെയും അവിഭാജ്യ ഘടകമാണ്‌ ഇവ. ചിത്രം (1) ഒരു വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അടിസ്ഥാന പരിപഥം കൂടിയാണ്‌. ഇവ നിര്‍മിക്കാന്‍ കോമണ്‍ എമിറ്റര്‍ രീതിയാണ്‌ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. FET,MOSFET മുതലായവ ഉപയോഗിച്ചുള്ള വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ കൂടാതെ ചിപ്പു രൂപത്തിലുള്ള വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളും ഇന്ന്‌ പ്രചാരത്തിലുണ്ട്‌. കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ ചിപ്പ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളും കൂടിയ വോള്‍ട്ടതയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കാന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളുമാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ഓഡിയോ സംവിധാനങ്ങള്‍, പേഴ്‌സണല്‍ കംപ്യൂട്ടറുകള്‍ എന്നിവയില്‍ ചിപ്പ്‌ രൂപത്തിലുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ കാണാം.
ട്യൂണ്‍ട്‌ വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ (Tuned Voltage Amplifier). പ്രരകം (inductor), കപ്പാസിറ്റര്‍ എന്നിവകൊണ്ട്‌ നിര്‍മിക്കുന്ന ഒരു ട്യൂണ്‍ട്‌ പരിപഥം (Tuned Circuit) അടങ്ങിയ പ്രത്യേക തരം വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളാണിത്‌. സിഗ്നലുകളുടെ വോള്‍ട്ടത പ്രവര്‍ധനത്തിനോടൊപ്പം ഒരു പ്രത്യേക ആവൃത്തി പരിധിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെ തിരഞ്ഞെടുക്കാനും ഇവയ്‌ക്ക്‌ കഴിയും. റേഡിയോകളില്‍ ആവശ്യമായ സ്റ്റേഷന്‍ തെരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്‌ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സഹായത്തോടെയാണ്‌.
കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
സിഗ്നലിന്റെ കറന്റുമൂല്യം വര്‍ധിപ്പിക്കേണ്ട അവസരങ്ങളില്‍ കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ആവശ്യമാണ്‌. കോമണ്‍ ബേസ്‌ രീതിയിലാണ്‌ അടിസ്ഥാന കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ ക്രമപ്പെടുത്തുന്നത്‌. ഒരു വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥത്തില്‍ ചെറിയ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തിയും കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ നിര്‍മിക്കാം.
പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍(Power Amplifiers)
ഗണ്യമായ അളവില്‍ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വിദ്യുത്‌ പവര്‍ ലഭിക്കത്തക്കവിധം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ഇവ. "ലാര്‍ജ്‌ സിഗ്നല്‍' (large signal) ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നും ഇവയെ വിശേഷിപ്പിക്കാറുണ്ട്‌. മിക്ക ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലും അവയുടെ പരിപഥത്തിലെ അവസാനഘട്ടം ഒരു പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ ആയിരിക്കും. മൈക്ക്‌ സെറ്റില്‍ പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ സഹായത്തോടെയാണ്‌ ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കറുകള്‍ ആവശ്യമായ ശബ്‌ദത്തില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്‌. റേഡിയോ/ടെലിവിഷന്‍ പ്രക്ഷേപണത്തില്‍ ആന്റിനകള്‍ ആവശ്യമായ ശക്തിയുള്ള സിഗ്നലുകള്‍ വിസരണം ചെയ്യുന്നതും പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സഹായത്തോടെയാണ്‌.
പൊതുവേ ഒരു ബഹുഘട്ട ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അവസാന ഘട്ടമായാണ്‌ ഇവ ക്രമീകരിക്കുന്നത്‌. അവസാന ഘട്ടത്തില്‍, ലോഡ്‌ പ്രതിരോധത്തിന്റെ സ്ഥാനത്ത്‌ ലൗഡ്‌ സ്‌പീക്കര്‍ സ്ഥാപിച്ചാണ്‌ ശബ്‌ദ സംവിധാനങ്ങളിലെ പവര്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അടിസ്ഥാന പരിപഥം ചിത്രം (2) ല്‍ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു.
ഇന്‍പുട്ടായി നല്‍കുന്ന സൈന്‍ (Sine) തരംഗത്തിന്റെ എത്ര സൈക്കിള്‍ സമയത്തേക്ക്‌ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ പരിപഥത്തില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കാം എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ആംപ്ലിഫയറുകളെ (പ്രത്യേകിച്ചും പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളെ) വിവിധ ക്ലാസ്സുകളായി തിരിക്കാറുണ്ട്‌. ക്ലാസ്‌ A, AB, B, C എന്നിങ്ങനെയാണ്‌ സാധാരണയായ വര്‍ഗീകരണം.
ക്ലാസ്‌ A. ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ പരിപഥത്തില്‍ മുഴുവന്‍ സമയവും വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കുന്ന തരത്തില്‍ പരിപഥത്തിലെ വോള്‍ട്ടതകള്‍ ക്രമീകരിച്ചിട്ടുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ഇവ. കുറഞ്ഞ പവര്‍ ആവശ്യമുള്ള രംഗങ്ങളിലാണ്‌ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌.
ക്ലാസ്‌ AB. ഇന്‍പുട്ട്‌ വിദ്യുത്‌ സൈക്കിളിന്റെ പകുതിയില്‍ ക്കൂടുതല്‍ എന്നാല്‍, ഒരു പൂര്‍ണ സൈക്കിളില്‍ കുറവ്‌ സമയത്തേക്ക്‌ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ പരിപഥത്തില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കുന്ന പരിപഥങ്ങളാണിവ. പൊതുവേ ഒന്നിലധികം ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഇവയില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും.
ക്ലാസ്‌ B. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിന്റെ ഒരു സൈക്കിളിന്റെ ഏകദേശം പകുതി സമയത്തേക്ക്‌ മാത്രം ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര പ്രവഹിക്കുന്ന രീതിയില്‍ ക്രമപ്പെടുത്തുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ക്ലാസ്‌ B ആംപ്ലിഫയറുകള്‍. മിക്ക ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകളും ഈ വിഭാഗത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്നവയാണ്‌.
ക്ലാസ്‌ C. ഇന്‍പുട്ട്‌ സിഗ്നലിന്റെ ഒരു സൈക്കിളിന്റെ പകുതിയേക്കാളും അല്‌പം കുറഞ്ഞ സമയത്തേക്ക്‌ മാത്രം ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ലഭ്യമാക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണിവ. ഇവയില്‍ ഇന്‍പുട്ടില്‍ വോള്‍ട്ടതയുടെ അസാന്നിധ്യത്തില്‍ ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ വിദ്യുത്‌ധാര ഉണ്ടായിരിക്കില്ല. റേഡിയോ ട്രാന്‍സ്‌മിറ്ററുകളിലാണ്‌ ഇവ കൂടുതലും ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ക്ലാസ്‌ B, C ആംപ്ലിഫയറുകളില്‍ സിഗ്നലിന്റെ ശരിയായ പ്രതിരൂപമല്ല ഔട്ട്‌പുട്ടില്‍ ലഭ്യമാകുന്നത്‌. കുറച്ചൊക്കെ വൈരൂപ്യം സംഭവിച്ചിരിക്കും. ഇതിനു പ്രതിവിധിയായി തയ്യാറാക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ പുഷ്‌പുള്‍ ആംപ്ലശ്ശിഫയറുകള്‍.
ബഹുഘട്ട ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
മിക്ക പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനങ്ങളിലും ഔട്ട്‌പുട്ടിനും ഇന്‍പുട്ടിനും ഇടയ്‌ക്ക്‌ ഒന്നിലേറെ പ്രവര്‍ധകഘട്ടം ഉണ്ടായിരിക്കും. ചിത്രം (1) പ്രവര്‍ധന പ്രക്രിയയുടെ ഒരു ഘട്ടത്തെയാണ്‌ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്‌. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു ഘട്ടത്തിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ മറ്റൊരു ഘട്ടത്തിന്റെ ഇന്‍പുട്ടായി കൊടുക്കത്തക്കവിധം ക്രമീകരിച്ച വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിലൂടെയാണ്‌ ആവശ്യമായ സിഗ്നലുകള്‍ നിര്‍മിച്ചെടുക്കുന്നത്‌. കാസ്‌കേഡഡ്‌ (Cascaded) ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്‌. പരിപഥങ്ങളിലെ ഒരു ഘട്ടത്തില്‍ നിന്നും അടുത്തതിലേക്ക്‌ സിഗ്നലുകളെ സംക്രമിപ്പിക്കാന്‍ യുഗ്മന (Coupling) രീതികള്‍ സഹായിക്കുന്നു. ഇതിനായി R-C യുഗ്മനം, L-C യുഗ്മനം, ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മര്‍ യുഗ്മനം, നേര്‍യുഗ്മനം എന്നിങ്ങനെ വിവിധ രീതികളുണ്ട്‌. ബഹുഘട്ട ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ഗെയിന്‍ (gain) കണക്കാക്കുന്നത്‌ ഓരോ ഘട്ടങ്ങളുടെയും ഗെയിനിന്റെ മൂല്യങ്ങള്‍ പരസ്‌പരം ഗുണിച്ചാണ്‌. ഡെസിബെല്‍ ആണ്‌ ഈ ഗെയിനിന്റെ ഏകകം.
R-C യുഗ്മനം (Resistance-Capacitance Coupling). പ്രതിരോധകം (resistor), കപ്പാസിറ്റര്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്‌ രണ്ടു ഘട്ടങ്ങളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന യുഗ്മന രീതിയാണിത്‌. താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഈ രീതിയാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ചിത്രം (3) നോക്കുക.
ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മര്‍ യുഗ്മനം (Transformer coupling). പ്രത്യാവര്‍ത്തിധാരാ സിഗ്നലുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യേണ്ട അവസരങ്ങളില്‍ രണ്ട്‌ ഘട്ടങ്ങളെ ഒരു ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മറിലൂടെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണിത്‌. കൂടിയ ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന അവസരങ്ങളിലും ഈ രീതി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ചിത്രം (4) നോക്കുക. നേര്‍ യുഗ്മനം (Direct Coupling). കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള ഉപയോഗങ്ങള്‍ക്ക്‌ ഈ രീതി ഉപയോഗപ്പെടുത്താം. പ്രതിരോധകം, കപ്പാസിറ്റര്‍ മുതലായവ കൂടാതെ രണ്ട്‌ ഘട്ടങ്ങളെ ചാലക വയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ നേരിട്ട്‌ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണിത്‌. ചിത്രം (5) നോക്കുക.
L-C യുഗ്മനം (Inductace-Capacitance Coupling). ഇന്‍ഡക്‌ടര്‍, കപ്പാസിറ്റര്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്‌ യുഗ്മനം നടത്തുന്ന രീതിയാണിത്‌. ട്യൂണ്‍ട്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളില്‍ ഈ രീതിയാണ്‌ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്‌.
ഒരു ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമതയ്‌ക്ക്‌ അതില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന യുഗ്മന പരിപഥവുമായി നേരിട്ട്‌ ബന്ധമുണ്ട്‌. R-C യുഗ്മന രീതിയാണ്‌ കൂടുതല്‍ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്‌. R-C, ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മര്‍, നേര്‍യുഗ്മന രീതികള്‍ സജ്ജീകരിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ (FET ഉപയോഗിക്കുന്നവ) ചിത്രം (3), (4), (5) ഇവയില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഫീഡ്‌ബാക്ക്‌. ഒരു ആംപ്ലിഫയറിന്റെ വോള്‍ട്ടതാ-ഗെയിന്‍ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം, ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം, ബാന്‍ഡ്‌വിഡ്‌ത്ത്‌ എന്നിവയുടെ മൂല്യങ്ങളില്‍ മാറ്റം വരുത്തേണ്ട സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു രീതിയാണിത്‌. ഒരു ഘട്ടത്തിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ടിനെ, ആ ഘട്ടത്തിന്റെയോ അതിനുപിന്നിലുള്ള ഘട്ടത്തിന്റെയോ ഇന്‍പുട്ടുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. സിഗ്നലുകള്‍ക്ക്‌ സംഭവിക്കുന്ന വിരൂപണം കുറയ്‌ക്കാനും ഈ രീതി സഹായിക്കുന്നു. നെഗറ്റീവ്‌, പോസിറ്റീവ്‌ എന്നിങ്ങനെ രണ്ടു തരം ഫീഡ്‌ബാക്‌ രീതികള്‍ സാധ്യമാണ്‌. നെഗറ്റീവ്‌ ഫീഡ്‌ ബാക്ക്‌ രീതിയാണ്‌ കൂടുതലും അഭികാമ്യം.
ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
സമാകലിത ചിപ്പ്‌ രൂപത്തില്‍ ലഭ്യമാകുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകളാണിവ. ഓപാംപ്‌ എന്നും പാക്കേജ്‌ഡ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നും ഇവ അറിയപ്പെടുന്നു. കുറഞ്ഞ വലുപ്പമുള്ള ഇവയില്‍ പരിപഥങ്ങള്‍ സൂക്ഷ്‌മമായി ഉള്‍ക്കൊള്ളിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രതിരോധകങ്ങള്‍, കപ്പാസിറ്ററുകള്‍ എന്നിവ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളോട്‌ ബന്ധപ്പെടുത്തി വിവിധ പരിപഥങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയും.
1960-കളുടെ അവസാനകാലത്ത്‌ ഫെയര്‍ ചൈല്‍ഡ്‌ (Fair child) കമ്പനി പുറത്തിറക്കിയ UA-709 എന്ന ചിപ്പാണ്‌ ആദ്യമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ട ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍. 741 എന്ന പേരില്‍ പുറത്തിറങ്ങിയ ഓപാംപ്‌ ആണ്‌ പിന്നീട്‌ വ്യാപകമായ മറ്റൊന്ന്‌. ഓപാംപുകളുടെ വരവോടെ ഇലക്‌ട്രോണിക സംവിധാനങ്ങളിലെ പരിപഥങ്ങളുടെ സങ്കീര്‍ണത ഒരു പരിധിവരെ ലഘൂകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞു. അനലോഗ്‌ കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ അവിഭാജ്യ ഘടകങ്ങളായിരുന്നു ഇവ.
കൂടിയ വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍, കൂടിയ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം, കുറഞ്ഞ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം എന്നിവ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സവിശേഷതകളാണ്‌. നേര്‍യുഗ്മന, നെഗറ്റീവ്‌ ഫീഡ്‌ ബാക്കിങ്‌ രീതികളിലാണ്‌ ഇവയ്‌ക്കുള്ളിലെ പരിപഥങ്ങള്‍ സജ്ജീകരിക്കുന്നത്‌. നേര്‍ധാരയെയും, പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെയും കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ ഈ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ക്ക്‌ കഴിയും. ഗണിത ശാസ്‌ത്ര ക്രിയകളായ സങ്കലനം, വ്യവകലനം, ഗുണനം, സമാകലനം (integration), അവകലനം (Differentiation), ലോഗരിത ക്രിയകള്‍ എന്നിവ ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള പരിപഥങ്ങള്‍ ഇവ ഉപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍മിക്കാം. ഒരു ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറിനെ സൂചിപ്പിക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന അടയാളം ചിത്രം (6) ല്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
Vn,Vpഎന്നിവ ഇന്‍വര്‍ട്ടിങ്‌, നോണ്‍ ഇന്‍വര്‍ട്ടിങ്‌ ഇന്‍പുട്ടുകള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. Vdd,Vss എന്നിവ പോസിറ്റീവ്‌, നെഗറ്റീവ്‌ പവര്‍ സപ്പ്ലെകളും, V0 ഔട്ട്‌പുട്ടും ആണ്‌.
ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ ഗെയിന്‍ = Vp-Vn x Gഓപ്പണ്‍ ലൂപ്പ്‌ ഗെയിന്‍
എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഗെയിന്‍ കണക്കാക്കുന്നു.
(പരിപഥത്തില്‍ ഫീഡ്‌ബാക്കില്ലാത്ത സമയത്ത്‌ ലഭിക്കുന്ന ഗെയിനാണ്‌ ഓപ്പണ്‍ ലൂപ്പ്‌ ഗെയിന്‍)
ഓപാംപ്‌ പരിപഥങ്ങള്‍
സങ്കലനത്തിനുള്ളത്‌
ഇന്‍പുട്ടായി നല്‍കുന്ന വിവിധ വോള്‍ട്ടതകളുടെ ആകെത്തുക ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയായി ലഭിക്കത്തക്ക വിധം ക്രമീകരിക്കുന്ന ഒരു പരിപഥമാണിത്‌. സമ്മിങ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ (Summing Amplifier) എന്നും സമ്മര്‍ (Summer) എന്നും ഇത്‌ അറിയപ്പെടുന്നു. അടിസ്ഥാന പരിപഥം ചിത്രം (7)-ല്‍ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. V1, V2, V3 എന്നീ മൂന്ന്‌ വോള്‍ട്ടതകള്‍ ഓപാംപിന്റെ ഇന്‍വര്‍ട്ടിങ്‌ ഇന്‍പുട്ടില്‍ നല്‍കുമ്പോള്‍ R1, R2, R3 എന്നീ മൂന്ന്‌ പ്രതിരോധകങ്ങളിലൂടെ യഥാക്രമം i, i1, i3 എന്നീ മൂന്ന്‌ വിദ്യുത്‌ ധാരകള്‍ പ്രവഹിക്കുന്നു. Rf എന്ന പ്രതിരോധകത്തിലൂടെ പ്രവഹിക്കുന്ന വിദ്യുത്‌ ധാര (if) ഈ മൂന്ന്‌ ധാരകളുടെയും ആകെത്തുകയായിരിക്കും. സമവാക്യം (1) നോക്കുക.
I1=V1/R1, I2 =V2/R2, I3 =V3/R3എന്നും
സമാനമായ പരിപഥത്തില്‍ വ്യത്യസ്‌ത മൂല്യമുള്ള പ്രതിരോധകങ്ങള്‍ ഘടിപ്പിച്ച്‌ ഗുണനക്രിയയും നടത്താന്‍ കഴിയും.
വോള്‍ട്ടതാ കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍
കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടത കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന വോള്‍ട്ടേജ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. അത്തരമൊരു ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥം ചിത്രം (8)-ല്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഇവിടെ Va എന്ന ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയെയാണ്‌ പ്രവര്‍ധിപ്പിക്കേണ്ടത്‌. വോള്‍ട്ടതാ ഗെയിന്‍ എന്നു പറയുന്നത്‌ V0/Vaആയിരിക്കും. Vs എന്ന ബാറ്ററി നല്‍കുന്ന വിദ്യുത്‌ധാര Vs / Rs (= if) ആണ്‌. ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ഇന്‍പുട്ട്‌ കര്‍ണരോധം വളരെ കൂടിയതിനാല്‍ ഈ ധാര ( if) മുഴുവനായും Rf എന്ന പ്രതിരോധകത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്നു. V0= if x Rfഉം Va= if x Ra-ഉം ആണെങ്കില്‍ വോള്‍ട്ടതാ ലാഭം V0 / Va=Rf / Rsഎന്നായിരിക്കുമല്ലോ. യഥാര്‍ഥത്തില്‍ Rs, ബാറ്ററിയുടെ (Vs) ആന്തര പ്രതിരോധകം ആണ്‌. വളരെ കുറഞ്ഞ ഒരു മൂല്യമായിരിക്കും ഇത്‌.
ഈ പരിപഥത്തില്‍ത്തന്നെ ചെറിയ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തി കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറും നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയും. ചിത്രം (9) ഒരു കറന്റ്‌ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പരിപഥമാണ്‌.
ഡിഫറന്‍ഷ്യേറ്റര്‍ (Differentiater)
അവകലനം (Differentiation) ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള പരിപഥങ്ങളാണ്‌ ഇവ. ഇവയില്‍ ഇന്‍പുട്ടിന്റെ വ്യുത്‌പന്നമാണ്‌ ഔട്ട്‌പുട്ട്‌. ചിത്രം (8)-ന്‌ സമാനമാണ്‌ ഇതിന്റെ പരിപഥം. പ്രതിരോധകം (Rs)നു പകരം ഒരു കപ്പാസിറ്റര്‍ ഘടിപ്പിക്കുന്നു.
കപ്പാസിറ്ററിലൂടെയുള്ള വിദ്യുത്‌ധാര i=C dVin/dt ആണ്‌. Vin എന്നത്‌ ഇന്‍പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയും, Vout ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയുമാണ്‌. ഇവ യഥാക്രമം കപ്പാസിറ്റര്‍ (c), പ്രതിരോധകം (Rf) എന്നിവയ്‌ക്ക്‌ കുറുകെയാണ്‌ ഉണ്ടാകുന്നത്‌.
i=V/R എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌
Vout = -RC dvin/dt എന്ന സമവാക്യം നിര്‍മിക്കാം.
ഇന്റഗ്രേറ്റര്‍
സമാകലന ക്രിയ ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള ഓപറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയര്‍ പരിപഥം ചിത്രം (11)-ല്‍ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു.
Vout=-∫t0 Vin/RC dt+Vinitial എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഔട്ട്‌പുട്ടിന്റെ മൂല്യത്തെ കണക്കാക്കാം. Vinitial എന്നത്‌ പൂജ്യം സമയത്ത്‌ (t = 0) ഉണ്ടാകുന്ന ഔട്ട്‌പുട്ട്‌ വോള്‍ട്ടതയാണ്‌. ഇവ കൂടാതെ ഓസിലേറ്ററുകള്‍, കംപരേറ്ററുകള്‍ എന്നിങ്ങനെ നിരവധി പരിപഥങ്ങള്‍ ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍മിക്കാം.
വര്‍ഗീകരണം
ആംപ്ലിഫയറുകളെ വിവിധ തരത്തില്‍ വര്‍ഗീകരിക്കാറുണ്ട്‌. പട്ടിക (1) നോക്കുക
ചില പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
പ്രചാരത്തിലുള്ള ചില പ്രായോഗിക ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനങ്ങള്‍ ഇവയാണ്‌.
ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
മിക്ക ശബ്‌ദ സംവിധാനങ്ങളിലും ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും. 20Hz മുതല്‍ 20 KHzവരെ ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെയാണ്‌ ഇവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്‌. R-C, L-C യുഗ്മന രീതികള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ബഹുഘട്ടങ്ങളിലൂടെ ആവശ്യമായ സിഗ്നലുകള്‍ നിര്‍മിക്കാം. ഓപ്പറേഷണല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചും ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകളെ ക്രമീകരിക്കാം. കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ സൗണ്ട്‌ കാര്‍ഡുകളില്‍ നിരവധി ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും. ക്ലാസ്‌ AB/B രീതികളിലാണ്‌ ഇവ തയ്യാറാക്കുന്നത്‌.
വീഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
ടെലിവിഷന്‍ സെറ്റുകളിലെ പ്രധാന ഘടകമാണ്‌ ഇവ. ഏകദേശം 30Hz 5MHz ആവൃത്തി പരിധിയിലുള്ള സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ധിപ്പിക്കുന്നു. നേര്‍യുഗ്മന രീതി ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയാണ്‌ പൊതുവേ ഇവ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌.
റേഡിയോ ആവൃത്തി ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ (RF)
റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ഇവ ടെലിവിഷന്‍/റേഡിയോ പ്രക്ഷേപണ സംവിധാനങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ദ്വിഘട്ടങ്ങളുള്ള പവര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്‌ മിക്കവയും.
മൈക്രോവേവ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
3000 MHz മുകളില്‍ ആവൃത്തിയുള്ള സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയര്‍ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ കഴിയും. മൈക്രോവേവ്‌ നിലയിലുള്ള വിദ്യുത്‌ പവര്‍ പുറപ്പെടുവിക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ക്ലൈസ്‌ട്രോണുകള്‍ (Klystrons) ഇത്തരം ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ക്ക്‌ ഉദാഹരണമാണ്‌. റഡാറുകള്‍, കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്നിവയില്‍ ക്ലൈസ്‌ട്രോണുകള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഒപ്‌റ്റിക്കല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍
പ്രകാശിക സിഗ്നലുകളെ പ്രവര്‍ധനം ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകളാണിവ. വാര്‍ത്താ വിനിമയ രംഗത്തും ലേസര്‍ ഭൗതിക ശാസ്‌ത്രരംഗത്തും ഇവയ്‌ക്ക്‌ ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്‌. ലേസര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍, ഡോപ്‌ഡ്‌ ഫൈബര്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍, സെമിക്കണ്ടക്‌ടര്‍ ഒപ്‌ടിക്കല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ എന്നിവ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്‌.
