उभयप्रतिरोधी प्रवर्धक

बफर (उभयप्रतिरोधी) प्रवर्धक (जिसे कभी-कभी बस बफर कहा जाता है) वह है जो एक परिपथ से दूसरे में विद्युत प्रतिबाधा परिवर्तन प्रदान करता है, संकेत स्रोत को किसी भी धाराओं (या विद्युत दाब, विद्युत उभयरोधी के लिए) से प्रभावित होने से रोकने के उद्देश्य के साथ उत्पादन करता है । संकेत लोड धाराओं से 'प्रतिरोधक' है। दो मुख्य प्रकार के उभयरोधी इस प्रकार हैं : विद्युत दाब उभयरोधी और विद्युत उभयरोधी।

वोल्टेज बफर
विद्युत दाब उभयरोधी प्रवर्धक का उपयोग विद्युत दाब को पहले परिपथ, जिसमें उच्च उत्पाद प्रतिबाधा का स्तर होता है, से दूसरे परिपथ, जिसमें मंद निवेश प्रतिबाधा स्तर होता है, में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। अंतःस्थापित उभयरोधी प्रवर्धक दूसरे परिपथ को पहले परिपथ को अस्वीकार्य रूप से लोड करने और उसके वांछित संचालन में हस्तक्षेप करने से रोकता है, क्योंकि विद्युत दाब उभयरोधी के बिना दूसरे परिपथ का विद्युत दाब पहले परिपथ के उत्पाद प्रतिबाधा से प्रभावित होता है (क्योंकि यह दूसरे परिपथ के निवेश प्रतिबाधा से बड़ा है) )। दीये गए आरेख में आदर्श विद्युत दाब उभयरोधी में, निवेश प्रतिरोध अनंत है और उत्पाद प्रतिरोध शून्य (आदर्श विद्युत दाब स्रोत का उत्पाद प्रतिबाधा शून्य है)। आदर्श उभयरोधी के अन्य गुण हैं: संकेत आयाम की परवाह किए बिना पूर्ण रैखिकता; और निवेश संकेत की गति की परवाह किए बिना तत्काल उत्पाद प्रतिक्रिया ।

यदि विद्युत दाब अपरिवर्तित स्थानांतरित किया जाता है (विद्युत दाब लाभ Av 1 है), प्रवर्धक 'एकता लाभ उभयरोधी' होगा; इसे 'विद्युत दाब अनुयायी' के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि उत्पाद विद्युत दाब निवेश विद्युत दाब का अनुसरण करता है। हालांकि विद्युत दाब उभयरोधी प्रवर्धक का विद्युत दाब लाभ (लगभग) 1 होता है, इस प्रकार यह काफी विद्युत लाभ और बिजली लाभ प्रदान करता है। यह कहना आम बात है कि विद्युत दाब लाभ के संदर्भ में 1 (या समतुल्य 0 डेसिबल) का लाभ होता है।

उदाहरण के रूप में, थेवेनिन के प्रमेय पर विचार करें | थेवेनिन स्रोत (विद्युत दाब VA, श्रृंखला प्रतिरोध RA) रोकनेवाला लोड RL. विद्युत दाब विभाजन के कारण (जिसे लोडिंग भी कहा जाता है) लोड के पार विद्युत दाब केवल VA RL / ( RL + RA ) होता है । हालांकि, अगर थेवेनिन स्रोत एकता लाभ उभयरोधी चलाता है जैसे कि चित्रा 1 में (शीर्ष, एकता लाभ के साथ), तो प्रवर्धक के लिए विद्युत दाब निवेश VA होगा, और बिना विद्युत दाब विभाजन के क्योंकि प्रवर्धक निवेश प्रतिरोध अनंत है। उत्पाद पर आश्रित विद्युत दाब स्रोत विद्युत दाब A. वितरित करता है Av VA = VA लोड करने के लिए, फिर से बिना विद्युत दाब विभाजन के क्योंकि उभयरोधी का उत्पाद प्रतिरोध शून्य है। संयुक्त मूल थवेनिन स्रोत और उभयरोधी का थवेनिन समकक्ष परिपथ आदर्श विद्युत दाब स्रोत VA थेवेनिन प्रतिरोध के साथ शून्य है ।

विद्युत बफर
विद्युत उभयरोधी प्रवर्धक का उपयोग पहले परिपथ, कम स्तर वाले उत्पाद प्रतिबाधा ,से दूसरे उच्च निवेश प्रतिबाधा स्तर वाले परिपथ में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है । अंतःस्थापित उभयरोधी प्रवर्धक दूसरे परिपथ को पहले परिपथ के विद्युत को अस्वीकार्य रूप से लोड करने और इसके वांछित संचालन में हस्तक्षेप करने से रोकता है। दीये गए आरेख में आदर्श विद्युत उभयरोधी में, उत्पाद प्रतिबाधा अनंत है (एक आदर्श विद्युत स्रोत) और  प्रतिबाधा शून्य (एक शॉर्ट परिपथ) है। फिर से, आदर्श उभयरोधी के अन्य गुण हैं: संकेत  एम्पलीट्यूड की परवाह किए बिना, पूर्ण रैखिकता; और तत्काल उत्पाद प्रतिक्रिया,  संकेत  की गति की परवाह किए बिना।

विद्युत उभयरोधी के लिए, यदि विद्युत को अपरिवर्तित स्थानांतरित किया जाए (विद्युत लाभ βi1 है), प्रवर्धक फिर तो से 'एकता लाभ उभयरोधी' होगा; इस बार 'विद्युत अनुयायी' के रूप में जाना जायेगा क्योंकि उत्पाद विद्युत निवेश विद्युत का अनुसरण करेगा ।

उदाहरण के रूप में, नॉर्टन के प्रमेय पर विचार करें (विद्युत IA समानांतर प्रतिरोध RA) रोकनेवाला लोड RL। विद्युत विभाजन के कारण (जिसे लोडिंग भी कहा जाता है) लोड को दिया गया विद्युत केवल                IA RA / ( RL + RA )। हालांकि, अगर नॉर्टन स्रोत एकता लाभ उभयरोधी चलाता है जैसे कि चित्रा 1  में (नीचे, एकता लाभ के साथ), प्रवर्धक के लिए निवेश विद्युत IA, कोई विद्युत विभाजन नहीं है क्योंकि प्रवर्धक  प्रतिरोध शून्य है। उत्पाद पर आश्रित विद्युत स्रोत लोड को विद्युत βi IA =IA प्रदान करता है लोड करने के लिए, फिर से बिना किसी विद्युत विभाजन के क्योंकि उभयरोधी का उत्पाद प्रतिरोध अनंत है। संयुक्त मूल नॉर्टन स्रोत नॉर्टन समकक्ष परिपथ और उभयरोधी एक आदर्श विद्युत स्रोत है IA जिसका नॉर्टन प्रतिरोध अनंत है।

ऑप-एम्प कार्यान्वयन
एकता लाभ उभयरोधी प्रवर्धक का निर्माण नकारात्मक प्रतिक्रिया की पूर्ण श्रृंखला (चित्र 2) को एक ऑप-एम्प में जोड़ करके किया जा सकता है, बस इसके उत्पाद को इसके पलटे निवेश से जोड़कर, और संकेत स्रोत को बिना पलटे निवेश से जोड़कर (चित्र 3)। एकता लाभ का  यहां तात्पर्य एक विद्युत दाब लाभ  (यानी 0 डीबी), लेकिन महत्वपूर्ण विद्युत लाभ अपेक्षित है। इस व्यवस्था प्रारूप में, संपूर्ण उत्पाद विद्युत दाब (चित्र 2 में β = 1) को पलटे निवेश  में वापस डाला जाता है। बिना पलटे निवेश विद्युत दाब और पलटे हुए  विद्युत दाब के बीच का अंतर op-amp द्वारा बढ़ाया जाता है। यह संबंध op-amp को अपने उत्पाद विद्युत दाब को निवेश विद्युत दाब के बराबर समायोजित करने के लिए मजबूर करता है (Vout Vin का अनुसरण करता है इसलिए परिपथ को op-amp विद्युत दाब अनुयायी नाम दिया गया है)।

इस परिपथ का प्रतिबाधा विद्युत दाब में किसी भी बदलाव से नहीं आता है, बल्कि op-amp के निवेश और उत्पाद प्रतिबाधा से आता है। op-amp का प्रतिबाधा बहुत अधिक है (1 MΩ से 10 TΩ), जिसका अर्थ है कि op-amp का निवेश  स्रोत को लोड नहीं करता है और इससे केवल न्यूनतम विद्युत खींचता है। क्योंकि op-amp का उत्पाद प्रतिबाधा बहुत कम है, यह लोड को ऐसे चलाता है जैसे कि यह एक आदर्श विद्युत दाब स्रोत है। उभयरोधी से और उभयरोधी में, दोनों ही जोड़ने संबंध का करते हैं, जो स्रोत में बिजली की खपत को कम करते हैं, अधिक भार से तोड़-मरोड़, क्रॉसस्टॉक और अन्य विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से विकृति।

सिंगल-ट्रांजिस्टर परिपथ
अन्य एकता लाभ उभयरोधी प्रवर्धक में आम कलेक्टर में द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर शामिल है। आम-कलेक्टर कॉन्फ़िगरेशन (एमिटर अनुयायी कहा जाता है क्योंकि एमिटर वोल्टेज बेस वोल्टेज, या वोल्टेज अनुयायी का पालन करता है क्योंकि उत्पाद वोल्टेज वोल्टेज का पालन करता है); कॉमन ड्रेन में फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर|कॉमन-ड्रेन कॉन्फ़िगरेशन (एक स्रोत अनुयायी कहा जाता है क्योंकि स्रोत वोल्टेज गेट वोल्टेज का अनुसरण करता है या, फिर से, एक वोल्टेज अनुयायी क्योंकि उत्पाद वोल्टेज  वोल्टेज का अनुसरण करता है); या वैक्यूम ट्यूब (कैथोड फॉलोअर), या अन्य सक्रिय उपकरणों का उपयोग करके समान कॉन्फ़िगरेशन। ऐसे सभी प्रवर्धक का वास्तव में एकता से थोड़ा कम लाभ होता है, लेकिन अंतर आमतौर पर छोटा और महत्वहीन होता है।

द्विध्रुवी वोल्टेज अनुयायी का उपयोग करके प्रतिबाधा परिवर्तन
चित्रा 4 में छोटे-संकेत परिपथ का उपयोग करते हुए, परिपथ में देखा जाने वाला प्रतिबाधा है
 * $$ R_{\rm in} = \frac {v_x} {i_x} = r_{\pi} + (\beta + 1) ({r_{\rm O}} || {R_{\rm L}}) $$

(विश्लेषण संबंध जी . का उपयोग करता हैmrπ = (मैंC /मेंT) (मेंT /मैंB) = β, जो पूर्वाग्रह धाराओं के संदर्भ में इन मापदंडों के मूल्यांकन का अनुसरण करता है।) सामान्य मामले को मानते हुए जहां rO>> आरL, उभयरोधी में देखने वाला प्रतिबाधा भार R. से बड़ा हैL(β + 1) के कारक द्वारा उभयरोधी के बिना, जो पर्याप्त है क्योंकि β बड़ा है। जोड़ा r. द्वारा प्रतिबाधा और भी अधिक बढ़ जाती हैπ, लेकिन अक्सर rπ<< (बी + 1) आरL, इसलिए जोड़ने से ज्यादा फर्क नहीं पड़ता

MOSFET वोल्टेज अनुयायी का उपयोग कर प्रतिबाधा परिवर्तन
चित्रा 5 में छोटे-संकेत परिपथ का उपयोग करते हुए, परिपथ में देखा जाने वाला प्रतिबाधा अब R. नहीं हैLलेकिन इसके बजाय अनंत (कम आवृत्तियों पर) है क्योंकि MOSFET कोई धारा नहीं खींचता है।

जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, ट्रांजिस्टर की परजीवी धारिता काम में आती है और रूपांतरित प्रतिबाधा आवृत्ति के साथ कम हो जाती है।

सिंगल-ट्रांजिस्टर प्रवर्धक का चार्ट
ड्राइवर को लोड से अलग करने के लिए सिंगल-ट्रांजिस्टर प्रवर्धक के कुछ कॉन्फ़िगरेशन को उभयरोधी के रूप में उपयोग किया जा सकता है। अधिकांश डिजिटल अनुप्रयोगों के लिए, एक NMOS वोल्टेज फॉलोअर (कॉमन ड्रेन) पसंदीदा कॉन्फ़िगरेशन है। इन प्रवर्धक में उच्च प्रतिबाधा होती है, जिसका अर्थ है कि डिजिटल सिस्टम को एक बड़े विद्युत की आपूर्ति करने की आवश्यकता नहीं होगी।

तर्क बफर प्रवर्धक
एक गैर-रेखीय उभयरोधी प्रवर्धक का उपयोग कभी-कभी डिजिटल परिपथ में किया जाता है, जहां एक उच्च धारा की आवश्यकता होती है, शायद इस्तेमाल किए गए लॉजिक परिवार के सामान्य फैन-आउट की तुलना में अधिक फाटकों को चलाने के लिए, या ड्राइविंग डिस्प्ले, या लंबे तारों, या अन्य कठिन भार के लिए। एकल दोहरे इन-लाइन पैकेज में कई असतत उभयरोधी एप्रवर्धकका होना आम बात है। उदाहरण के लिए, हेक्स उभयरोधी एक एकल पैकेज है जिसमें 6 असतत उभयरोधी प्रवर्धक होते हैं, और एक ऑक्टल उभयरोधी एक एकल पैकेज है जिसमें 8 असतत उभयरोधी प्रवर्धक होते हैं। इनवर्टिंग उभयरोधी और नॉन-इनवर्टिंग उभयरोधी क्रमशः उच्च-विद्युत क्षमता सिंगल- NOR या OR गेट्स के साथ प्रभावी रूप से मेल खाते हैं।

स्पीकर सरणी प्रवर्धक
बड़े स्पीकर सरणियों को चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्रवर्धक, जैसे कि रॉक कॉन्सर्ट के लिए उपयोग किए जाने वाले, 26-36dB वोल्टेज लाभ वाले प्रवर्धक हैं जो कम प्रतिबाधा स्पीकर सरणियों में उच्च मात्रा में विद्युत में सक्षम होते हैं जहां स्पीकर समानांतर में वायर्ड होते हैं।

संचालित गार्ड
एक संचालित गार्ड एक बहुत ही उच्च प्रतिबाधा संकेत लाइन की रक्षा के लिए एक वोल्टेज उभयरोधी का उपयोग करता है, जो एक उभयरोधी द्वारा संचालित एक ढाल के साथ लाइन के समान वोल्टेज के साथ लाइन के आसपास होता है, उभयरोधी का क्लोज वोल्टेज मिलान शील्ड को महत्वपूर्ण विद्युत को लीक होने से रोकता है। उच्च प्रतिबाधा रेखा जबकि ढाल की कम प्रतिबाधा किसी भी आवारा धाराओं को अवशोषित कर सकती है जो संकेत लाइन को प्रभावित कर सकती है।

विद्युत बफर उदाहरण
साधारण एकता लाभ उभयरोधी प्रवर्धकों में आम आधार में द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर शामिल हैं। आम-आधार कॉन्फ़िगरेशन, या आम गेट में एमओएसएफईटी | आम-गेट कॉन्फ़िगरेशन (विद्युत अनुयायी कहा जाता है क्योंकि उत्पाद विद्युत विद्युत का पालन करता है)। विद्युत उभयरोधी प्रवर्धक का विद्युत लाभ (लगभग) एकता है।

सिंगल-ट्रांजिस्टर परिपथ
चित्र 6 द्विध्रुवीय विद्युत उभयरोधी को विद्युत स्रोत (नामित IE डीसी उत्सर्जन विद्युत के लिए) के साथ पक्षपाती दिखाता है और अन्य डीसी विद्युत सोर्स को सक्रिय लोड के रूप में चलाना (नामित IC डीसी एकत्र करनेवाले विद्युत के लिए)। एसी नॉर्टन के प्रमेय द्वारा नॉर्टन प्रतिरोध R के साथ, एसी निवेश संकेत विद्युत iin को ट्रांजिस्टर के उत्सर्जन आसंधि पर लागू किया जाता है । एसी उत्पाद विद्युत iout को एक बड़े युग्मन संधारित्र, द्वारा RL लोड करने के लिए, उभयरोधी के माध्यम से वितरित किया जाता है।यह युग्मन संधारित्र ब्याज की आवृत्तियों पर लघु परिपथ होने के लिए काफी बड़ा है।

चूंकि ट्रांजिस्टर उत्पाद प्रतिरोध परिपथ के निवेश और उत्पाद पक्षों को जोड़ता है, इसलिए उत्पाद से निवेश तक (बहुत छोटा) पश्चवर्ती विद्युत दाब प्रतिक्रिया होती है, इसलिए यह परिपथ एकतरफा नहीं होता है। इसके अलावा, इसी कारण से, निवेश प्रतिरोध उत्पाद लोड प्रतिरोध पर (थोड़ा) निर्भर करता है, और उत्पाद प्रतिरोध  निवेश ड्राइवर प्रतिरोध पर काफी निर्भर करता है। अधिक विवरण के लिए सामान्य आधार पर आलेख देखें।

यह भी देखें

 * प्रस्तावक
 * आम आधार
 * आम द्वार*
 * आम कलेक्टर*
 * आम नाली
 * विद्युत डिफरेंसिंग बफर्ड प्रवर्धकप्रवर्धकों
 * नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रवर्धकर
 * संचालित ढाल
 * वीसीवीएस फिल्टर

संदर्भ
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