تحدثنا فى المرة السابقة عن المكبر التفاضلى و تحسينه بما يسمى "الذيل الطويل" Long tail Differential amplifier باستخدام ترانزيستور يعمل كمصدر تيار ثابت بدلا من مقاومة الباعث Emitter و أيضا زيادة الكسب بتبنى نفس الفكرة بدلا من مقاومة المجمع Collector ويهمنا هنا أن نلقى الضوء على الحقائق التى يجب أن نتذكرها حين نتحدث عن مكبر العمليات
الحوار التالى يفترض إشارة الدخول (الجهد المطلوب تكبيره) يكون تقليديا أى متماثل حول الصفر أى اعلى قيمه موجبة مساوية لأعلى قيمة سالبة
أولا : من الدوائر السابقة نجد الحاجة إلى مصدر تغذية موجب وآخر سالب - ليس من الضرورى أن يكونا متساويين حيث كل منها يؤثر فى جزء ولكن من الأفضل و الأسهل عمليا أن يكونا متساويين و أن تنسب القاعدة للأرضى ( صفر فولت) حتى يسهل ربطها بالدوائر الأخرى
ثانيا : تساوى جهدى المصدرين يحقق فائدة كبيرة وهى التكبير لنصفى الإشارة يمكن أن يصل لقيم متماثلة
مثلا لو كانت إشارة دخول = +/- 0.1 فولت و سنكبر 100 مرة سيكون الخرج +/- 10 فولت لذا وجب أن تكون مصادر التغذية اعلى قليلا من هذه القيمة أما لو كان واحد 10 فولت وآخر 5 فولت لن نستطيع أن نحصل على خرج اعلى من جهد المصدر مسببا "قص" الخرج Clipping – ولكن هناك دوائر هذا دورها بالضبط – لهذا ليس هنا تصميما خطأ وآخر صواب ولكن هل يؤدى الغرض أم لا ؟
و بالمثل لو كان واحد 10 فولت والآخر 20 سيكون هناك جهد غير مستغل
ثالثا : يمكن أن نستخدم مصدر تغذية واحد و هنا ستكون القاعدة منسوبة لنصف الجهد للسبب المذكور سابقا
رابعا : القاعدة يجب أن تجد مسار للأرضى أو لنصف الجهد (كما فى بند ثالثا) هذا المسار سيمر منه تيار القاعدة(تيار مستمر) ، إذا انقطع هذا المصدر توقف المكبر عن العمل لدخول الترانزيستور مرحلة القطع Cut Off فمثلا
لو احتجنا للربط بمكثف لعزل مركبة الجهد المستمر من مرحلة سابقة ، لا بد من توفير هذا المسار من خلال مقاومة أخرى
خامسا : فى حال الربط بدون مكثف ، يجب أن يسمح مصدر الإشارة بمرور تيار القاعدة خلاله أو نوفر مسارا آخر لتيار القاعدة (هناك بعض المصادر لا تمرر التيار المستمر مثل الكريستال) و يراعى هنا نوع الترانزيستور المستخدم حيث لو كان س م س NPN سيكون التيار داخل إلى القاعدة أى المصدر يسمح بخروج التيار منه وإن كان م س م PNP سيكون التيار خارجا من القاعدة .
طبعا فى حال عدم تماثل الإشارة حول الصفر يمكنك أن تتغاضى عن بعض القيود مادام الغرض يتحقق والغاية تبرر الوسيلة هنا ليس عيبا.
بقى أن نذكر أن الجهد على القاعدتين معا يمكن أن يزاد أو ينقص و بملاحظة أن القاعدة الأولى ستنتج جهدا معكوسا على المجمع لنفس الترانزيستور الأول و بنفس القيمة ولكن فى نفس الاتجاه على مجمع الترانزيستور الثانى أى باستخدام المثال السابق سينقص جهد المجمع الأول 10 فولت فى حين الثانى يزيد 10 فولت

و لأن نفس الجهد مطبق على الترانزيستور الثانى سيتولد جهد معاكس على الترنزيستورين فيلاشى كل منها الآخر ولهذا يسمى النظام المتماثل أو المتشابه أو المشترك Common Mode
نظرا لأن الترنزيستورين ليسا متطابقين تماما مهما حاولنا ولأن الكسب لكل منها لن يصل للحد الكافى وأيضا كما قلنا فى أول مقاله لن تتساوى قيم المقاومات و سيبقى هناك نسبة سماح فلن يكون الخارج متطابق تماما و سيبقى هناك نسبة من الجهد المشترك على القاعدتين ستجد طريقها للخرج لهذا تسمى هذه النسبة نسبه رفض الجهد المشترك Common Mode Rejection Ratio (CMRR) وهى أحد القيم الهامة فى الدوائر المتكاملة ، ويمكن تحسينها بإضافة أكثر من مرحلة إما على التتابع أو بنظام دارلنجتون Darlington أو بهما معا.
أيضا تحدثنا عن جهود التغذية يجب أن تتساوى لكن لو ارتفع جهد المنبع الموجب مثلا - سنجد أن الترانزيستور مصدر تيار ثابت أى لن يتأثر جهد المجمع C نهائيا. لهذا لن نحتاج لمصدر تغذية مثبت الجهد وغالى التكلفة. ولكن للأسباب المذكورة أيضا لن يتصرف الترانزيستور بالمثالية المتوقعة و الأسوأ لن يتصرف الاثنان بتطابق مما ينتج قليلا من الفارق عن المثالية وهذه النسبة أيضا تسمى نسبة رفض التغذية (اختصارا لرفض تأثير تغير جهد التغذية) Supply Rejection Ratio وهى أيضا من القيم الهامة للدوائر المتكاملة
هل ذكرنا الكسب فى الدوائر المتكاملة؟ عجبا ، ليس له هذه الأهمية حيث أن أقلها كسبا له قيمة أعلى مما نحتاج وذلك ببساطة لتعدد المراحل داخل الوحدة لزيادة جودة الأداء العام
هل نبدأ فى الدوائر المتكاملة الآن ونحن مستعدون أم نذكر كلمة أو اثنتين عن تصنيع الدوائر ذاتها فقد تكشف لنا بعض القيود و نعرف إجابات "لماذا" قبل أن نسأل؟
وإلى اللقاء إن شاء الله فى المرة القادمة