इलेक्ट्रॉनीय विवर्धक

इलेक्ट्रॉनीय विवर्धक : इलेक्ट्रॉन नलिका किंवा ट्रँझिस्टरसारख्या क्रियाशील प्रयुक्तींचा [→ इलेक्ट्रॉनीयप्रयुक्ति] उपयोग करून आदान (आत येणाऱ्या) विद्युत् संकेताच्या दाबाचे मूल्य अथवा त्याचा परमप्रसर (मध्यम स्थानापासून लंब दिशेने होणारे कमाल स्थानांतर) किंवा त्याच्या विद्युत् शक्तीत वाढ करण्यासाठी वापरलेली विद्युत् मंडले. या कार्याकरिता लागणारी विद्युत् ऊर्जा, ही मंडले कार्यान्वित करण्याकरिता लावलेल्या एकदिश (एकाच दिशेने वाहणाऱ्या) विद्युत् पुरवठ्यापासून मिळविली जाते.

ज्या कंप्रता मर्यादेमध्ये (दर सेकंदास होणार्‍या कंपनसंस्थेच्या मर्यादेमध्ये) विवर्धकांपासून होणारा लाभांक (प्रदान म्हणजे बाहेर पडणारी शक्ती व आदान शक्ती यांचे गुणोत्तर) जवळजवळ अचल असतो – म्हणजे त्यामधील उतार ३ डेसीबेलपेक्षा (ध्वनीच्या तीव्रतेच्या मापाच्या बेल या एककाच्या दशांशापेक्षा) जास्त असत नाही – त्यास विवर्धकाचा विशिष्ट कंप्रता पट्टा म्हणतात. निर्वात नलिका किंवा ट्रँझिस्टरचा प्रकार, मंडलात वापरलेल्या रोधक (विद्युत् प्रवाहास विरोध करणारे साधन), धारित्र (विद्युत् भार साठविणारे साधन) इ. घटकांची मूल्ये, मंडलाची रचना इ. गोष्टींनी या पट्ट्याच्या मर्यादा ठरविल्या जातात. ज्या विशिष्ट कंप्रता पट्ट्यात विवर्धक काम करतो त्यावरून त्याचे वर्गीकरण करता येते.

श्राव्य कंप्रता विवर्धकाचा कंप्रता पट्टा २० हर्ट्‌झ (कंप्रता मोजण्याचे एकक) ते २० सहस्र हर्ट्‌झ एवढा असतो, तर रेडिओ कंप्रता विवर्धक १० सहस्र हर्ट्‌झ ते सु. ३०० दशलक्ष हर्ट्‌झ या मर्यादेमध्ये वापरण्यात येतो. परा-उच्च कंप्रता विवर्धकाचा पट्टा ३०० दशलक्ष हर्ट्‌झ ते ३,००० दशलक्ष हर्ट्‌झ एवढा असतो. दूरचित्रवाणी योजनेकरिता दुसर्‍या एका प्रकारच्या रुंद कंप्रता पट्ट्याचा विवर्धक वापरतात. त्याच्या कंप्रता मर्यादा अंदाजे ५० हर्ट्‌झ ते काही दशलक्ष हर्ट्‌‌झ एवढ्या एकमेकांपासून दूर असतात. निरनिराळ्या प्रकारच्या विवर्धकांत वापरलेल्या निर्वात नलिका किंवा ट्रँझिस्टर यांचे प्रकार अर्थातच वेगवेगळे असतात व त्यांच्या मंडलांच्या अंतर्गत मांडणीमध्येसुद्धा बराच फरक असतो. उदा., श्राव्य कंप्रता विवर्धन करण्यासाठी त्रिप्रस्थ (तीन विद्युत् अग्रे असलेल्या) नलिका वापरता येतात, तर रेडिओ कंप्रतेकरिता सर्वसाधारणपणे पंचप्रस्थ (पाच विद्युत् अग्रे असलेल्या) नलिकांचा उपयोग केला जातो [→ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ति].

फक्त विद्युत् दाब विवर्धन हे ज्याचे उद्दिष्ट आहे अशा विवर्धकास विद्युत् दाब विवर्धक असे म्हणतात. प्रदान विद्युत् ऊर्जेचे प्रमाण सर्वांत जास्त होईल, अशा रीतीने विवर्धकाची योजना व जोडणी केली असल्यास त्यास शक्ती विवर्धक असे म्हणतात. रेडिओ ग्राहीतील (रेडिओ तरंग करण्याच्या साधनातील) विवर्धकाचा शेवटचा टप्पा ध्वनिक्षेपकाला व रेडिओ तरंगांचे प्रेषण करणाऱ्या मंडलातील अंतिम टप्पा अवकाशाला (ज्यामधून रेडिओ तरंग अवकाशात सोडले जातात अशा तारेला किंवा अन्य योजनेला) विद्युत् ऊर्जा पुरवितो. त्यामुळे हे टप्पे शक्ती विवर्धक प्रकारचे असतात.

मूलभूत त्रिप्रस्थ नलिका विवर्धक : निर्वात नलिका ही विद्युत् दाब संवेदनशील अशी प्रयुक्ती आहे. तिचा प्रतिसाद मुख्यत्वेकरून तिच्यावर लावलेला विद्युत् दाब संकेतावरच अवलंबून असतो व आदान विद्युत् शक्तीचे मूल्य बऱ्याच वेळा नगण्य असते. नलिकेच्या जालकाग्रावर बाह्य संकेताव्यतिरिक्त E_cc (जालकाग्राला दिलेला एकदिश विद्युत् दाब पुरवठा सामान्यपणे ऋण) एवढा ऋण विद्युत् दाब घटमालेच्या साहाय्याने कायम दिलेला असतो. कोणत्याही परिस्थितीत जालकाग्रातून इलेक्ट्रॉन विद्युत् प्रवाह वाहू नये यासाठी ही व्यवस्था असते. आ. १ E­­_bb (पट्टिकेस दिलेला एकदिश विद्युत् दाब पुरवठा नेहमी धन) हा नलिकेच्या पट्टिकामंडलाकरिता विद्युत् पुरवठा Rl हा प्रदान संकेत ज्यावर निर्माण होतो असा भाररोधक दाखविला आहे. हे विवर्धक मंडल रोधक-धारित्र (R-C) युग्मित (म्हणजे जोडलेले) असून Rl च्या ऐवजी एक प्रवर्तक (प्रत्यावर्ती विद्युत् प्रवाहाच्या बदलास विलंब लावणारा घटक) जोडला तर ते प्रवर्तक-धारित्र (L-C) युग्मित होते. येथे R, C आणि L ही अक्षरे अनुक्रमे रोधकाचा रोध, धारित्राची धारिता (विद्युत् भार साठवून ठेवण्याची क्षमता) आणि प्रवर्तकाचे प्रवर्तकत्व दर्शवितात. अशा बाह्य संकेत नसताना नलिकेतून I_bo (पट्टिकेतून बाहेर पडणारा) एवढा एकदिश विद्युत् प्रवाह वाहतो व त्यामुळे भाररोधकावर RlxI_bo एवढा एकदिश वर्चस् पात (विद्युत् दाबातील ऱ्हास) होतो. जालकाग्रावर e₁=E_gmsinwt  एवढ्या अल्पप्रमाणातच प्रत्यावर्ती (उलटसुलट) विद्युत् दाब संकेत दिला जातो, तेव्हा जालकाग्रावरील तात्कालिक विद्युत् दाब = E_cc + E_gm व पट्टिकाप्रवाह = I_bo + I_pm एवढे होतात. येथे E_gm जालकाग्राला उत्तेजित करणारा महत्तम विद्युत् दाब, wt एकूण कोन आणि I_pm मूलभूत महत्तम पट्टिकाप्रवाह दर्शवितात. परिणामत: भारावरील प्रत्यावर्ती विद्युत् दाब e₂ = I_pm sinωt X Rl एवढा होतो. अशा परिस्थितीत विवर्धकाचा लाभांक

	e2	=	μRl	≈- μ
	e1		Rl + rp

या सूत्राने काढता येतो. तेथे μ = नलिकेचा विवर्धनांक व r_p = पट्टिका रोध होय. यावेळी प्रत्यावर्ती शक्ती,

P =	(Ipm)2 Rl	एवढी असते.
	2

एक रोधक-धारित्र मंडल भाररोधकाच्या अनेकसरी जोडणीत (मंडलाची एकेक अग्रे भाररोधकाच्या एकेका अग्रांना जोडून) ठेवून त्यातील रोधकाच्या अग्रावरून प्रदान विद्युत् दाब घेतात. ही रीत वापरण्याचा उद्देश भारावरील एकदिश व प्रत्यावर्ती विद्युत् दाबांची विभागणी करून आवश्यक तो प्रत्यावर्ती संकेत अलग मिळविणे हा होय. हे उद्दिष्ट रोहित्र (विद्युत् चुंबकीय प्रवर्तनामुळे प्रत्यावर्ती विद्युत् दाबात फरक करणारे उपकरण) किंवा प्रवर्तक-धारित्र मंडल वापरूनसुद्धा साध्य करता येते (आ. २). अशा वेळी रोहित्राचे प्राथमिक वेटोळे पट्टिकामंडलात असते, तर भाररोधक त्याच्या द्वितीयक वेटोळ्याला जोडलेला असतो.

निर्वात नलिकेच्या कार्यबिंदूनुसार विवर्धकांचे वर्गीकरण : बाह्य संकेत नसताना नलिकेच्या जालकाग्रावर जो एकदिश विद्युत् दाब अथवा वर्चस् पात दिला जातो त्यामुळे नलिकेचा कार्यबिंदू निश्चित होतो. सर्व साधारणपणे नलिका कार्यान्वित करावयाचे तीन मुख्य प्रकार आहेत (आ. ३).

अ-वर्ग : या पद्धतीमध्ये जालकाग्रावर असलेला स्थिर विद्युत् दाब E_cc,पट्टिकाप्रवाह शून्य करण्यास आवश्यक अशा ऋण मूल्यापेक्षा बराच कमी असतो. संकेतपूर्वपट्टिका प्रवाहाचे मूल्य बरेच असते व त्यामुळे या पद्धतीच्या विवर्धकाची कार्यक्षमता कमी होते. पट्टिकाप्रवाह व जालकाग्र विद्युत् दाब यांचे या कार्यबिंदूच्या आसपास एकमेकांबरोबर होणारे चलन बरेचसे रैखिक (सरळ रेषेच्या आलेखाच्या) स्वरूपाचे असते. या कारणाकरिता प्रदान संकेताचा तरंगाकार मूळ संकेताच्या तरंगाकाराशी बर्‍याच मोठ्या प्रमाणात जुळेल असा मिळतो. प्रत्यावर्ती संकेत आदान केला असता आवर्तनाच्या प्रत्येक क्षणी पट्टिकाप्रवाह वाहत असतो अथवा पट्टिकाप्रवाहाचा संवाहक कोन (पट्टिकेमधून जितका वेळ प्रवाह वाहतो तो दर्शविणारा कोन) ३६०^० एवढा असतो. त्यामुळे सममूल्य मंडल गृहीत धरून अशा प्रकारे कार्यान्वित केलेल्या विवर्धकाच्या कार्याचे सैद्धांतिक स्वरूपात विवेचन करणे शक्य होते.

आ-वर्ग : या पद्धतीमध्ये पट्टिकाप्रवाह शून्य करण्याकरिता जेवढा ऋण विद्युत् दाब जालकाग्रावर द्यावा लागतो तेवढाच स्थिर अवपात (एका बाजूस कल असलेला विद्युत् दाब) त्यास देण्यात येतो. संकेतपूर्व पट्टिकाप्रवाह शून्य असल्यामुळे या पद्धतीची कार्यक्षमता खूप वाढते. लहान प्रमाणाचा प्रत्यावर्ती संदेश दिला असता त्याच्या संपूर्ण ऋण अर्ध-आवर्तनाच्या कालात पट्टिकाप्रवाह शून्य मूल्यावरच राहणार, हे उघड आहे. संकेताच्या धन अर्ध-आवर्तन कालातच पट्टिकाप्रवाह वाहतो व त्याचा संवाहक कोन १८०^० एवढा असतो. प्रदान तरंगाकार आदान तरंगाकाराशी तुलना करता अर्धा म्हणजे विकृत स्वरूपाचा असतो.

इ-वर्ग : या पद्धतीत संकेतपूर्व स्थितीत असलेल्या जालकाग्रावरील एकदिश विद्युत् दाब आ-वर्गात असतो त्यापेक्षाही अधिक ऋण मूल्याचा असते. त्यामुळे या पद्धतीतही संकेतपूर्व पट्टिकाप्रवाहाचे मूल्य शून्य असते. जालकाग्राला लहान प्रत्यावर्ती संकेत दिला असता, त्याच्या धन अर्ध-आवर्तन कालापेक्षाही कमी काळपर्यंत पट्टिकामंडलात प्रवाह मिळतो अथवा पट्टिकाप्रवाहाचा संवाहक कोन १८०^० पेक्षाही कमी असतो. कार्यक्षमता व विकृती या दोहोंचे प्रमाण या प्रकारे कार्यान्वित केलेल्या विवर्धकात जास्त असते.

विद्युत् दाब विवर्धक बहुतकरून अ-वर्ग प्रकारातच कार्यान्वित केले जातात. विद्युत् शक्ती विवर्धकासाठी आ-वर्ग व क्वचित प्रसंगी इ-वर्ग कार्यपद्धती वापरतात. ‘ढकल-ओढ’ या प्रकाराच्या विवर्धकामध्ये (आ. १५ व २८) दोन नलिका सहकारी मंडलात जोडून योग्य त्या वर्गात कार्यान्वित करतात. दोघांकडून मिळणारा प्रदान संकेत रोहित्राच्या साहाय्याने एकमेकांत अशा रीतीने मिसळतात की, त्यांचे कार्य परिणामत: दोन्ही प्रदान संकेतांच्या सहयोगात होते. शिवाय या सहयोग क्रियेत प्रदान संकेताची विकृती कमी होते.

युग्मन पद्धतीनुसार विवर्धकांचे वर्गीकरण : एकच नलिका वापरून बनविलेल्या विवर्धकापासून मिळणारा जास्तीत जास्त लाभांक मर्यादित असतो. ज्यावेळी या मर्यादेपेक्षा अधिक विवर्धनाची आवश्यकता असते तेव्हा दोन किंवा अधिक टप्पे असलेले विवर्धक वापरतात. हे सर्व टप्पे अशा रीतीने एकापुढे एक जोडलेले असतात की, पहिल्या विवर्धक टप्प्यापासून मिळणारा प्रदान संकेत दुसऱ्या टप्प्याला आदान संकेत म्हणून पुरविला जातो. अशा प्रकारच्या विवर्धकाचा एकूण लाभांक सर्व टप्प्यांच्या लाभांकांच्या गुणाकाराएवढा होतो. टप्प्यांचे युग्मन (जोडण्याचे काम) करण्याकरिता वापरलेल्या मंडल-पद्धतीनुसार विवर्धकांचे वर्गीकरण करता येते. सोईकरिता येथे केवळ दोन टप्प्यांच्याच विवर्धकांचे विवेचन केले आहे. सैद्धांतिक विवेचनाकरिता हे सर्व टप्पे अ-वर्गात कार्यान्वित केले आहेत असे गृहीत धरले आहे. व्यावहारिक विवर्धकात जालकाग्रावर लागणारा संकेतपूर्व एकदिश विद्युत् दाब ज्या ‘निज अवपात’ (स्वत:च्या मंडलातील रोधामुळे तयार झालेला अवपात) पद्धतीने मिळवितात तीच रीत आ. ४ मधील मंडलात दाखविली आहे. संकेतपूर्व पट्टिकाप्रवाह I_boएवढा असेल आणि R_k या मूल्याचा रोधक ऋणाग्राला जोडलेला असल्यास त्यामुळे I_bo × R_k = E_ccएवढा ऋण अवपात जालकाग्र व ऋणाग्र यांच्यामध्ये मिळतो. I_boचे मूल्य अभिलक्षण वक्रावरून (नलिकेचे गुणधर्म दर्शविणाऱ्या आलेखावरून) मिळते. प्रत्यावर्ती संकेत दिला असता ऋणाग्र मंडलातील या रोधकामुळे पुन:प्रदाय क्रिया (प्रदान संकेतापैकी काही भाग आदान संकेत होण्याची क्रिया) होऊ नये म्हणून C_k या मूल्याचे धारित्र रोधकाच्या अनेक सरी जोडणीत ठेवून प्रत्यावर्ती प्रवाहघटकाला नगण्य संरोध (सर्व प्रकारचा एकूण रोध) असलेला पर्यायी मार्ग काढून देतात.

रोधक-धारित्र मंडल युग्मित विवर्धक : विवर्धकाच्या आदान-अग्री प्रत्यावर्ती बाह्य विद्युत् दाब संकेत दिला जातो. त्यामुळे पहिल्या नलिकेच्या योगे अ या बिंदूपाशी मिळणारा प्रत्यावर्ती प्रदान संकेत हा धारित्र (C) – रोधक (R) मंडलाच्या द्वारे दुसऱ्या नलिकेच्या जालकाग्राला पुरविला जातो (आ. ४). धारित्राचा अवरोध (प्रत्यावर्ती प्रवाहास होणारा धारित्राचा रोध) रोधकाच्या रोधाच्या मानाने नगण्य असल्यास प्रदान संकेताचा बहुतांश पुढील टप्प्यापर्यंत जाऊन पोहोचतो. धारित्राचे अवरोधन मूळ संकेताच्या कंप्रतेवर व्यस्त प्रमाणात अवलंबून असते. त्यामुळे नीच कंप्रतेकरिता त्याचे अवरोधन विचारात घ्यावे लागते. या कंप्रतेकरिता संकेताचा काही भाग धारित्रातच रहात असल्यामुळे नीच कंप्रतेस विवर्धकाच्या परिणामी लाभांकात घट येते. दुसऱ्या कारणाने उच्च कंप्रतेस लाभांकात अशीच घट येते. मिलर यांनी दाखविल्याप्रमाणे या कंप्रतेस दुसऱ्या नलिकेची आदान-अग्र धारिता विचारात घ्यावी लागते. ही धारिता पहिल्या नलिका मंडलातील भाररोधकाच्या अनेकसरी जोडणीत येऊन त्याचा परिणामी भार कमी करते. नीच व मध्यम कंप्रतेस मात्र हिचा परिणाम नगण्य होतो. या प्रकारच्या विवर्धकाचा कंप्रता प्रतिसाद आ. ५ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे असते. ज्या कंप्रतांना मध्यम कंप्रतेच्या मानाने लाभांक १/√२ या पटीने कमी होतो, अशा f₁आणि f₂ या कंप्रता मर्यादा खालील अंदाजी सूत्रांनी मिळतात :

f1  ≈	1	; f2 ≈	1
	2 π RC		2 π rp C’

येथे r_p = पट्टिकारोध, C = धारिता व C ’ = मिलर आदान-अग्र-धारिता होय. पंचप्रस्थ नलिकेत मिलर आदान-अग्र-धारितेचे मूल्य कमी असल्यामुळे त्या प्रकारच्या नलिका विवर्धकात वापरल्या असता विवर्धकाची उच्च कंप्रता मर्यादा काही पटीने वाढविता येते. सोईस्कर व रुंद कंप्रता प्रतिसाद, मंडलरचनेची सुलभता आणि कमी किंमत हे या विवर्धकाचे विशेष गुण आहेत.

रोहित्र युग्मित विवर्धक : या विवर्धकाची रचना व कार्य आ. ६ वरून स्पष्ट होईल. पहिल्या टप्प्याच्या शेवटी मिळणारे विवर्धन हे नलिका व रोहित्र या दोहोंच्यामुळे मिळते. रोहित्राच्या द्वितीयक व प्राथमिक वेटोळ्यांच्या वेढ्यांची संख्या अनुक्रमे n₂व n₁असल्यास हे विवर्धन साधारणपणे mn₂/n₁एवढे होते (येथे mहा नलिकेचा विवर्धनांक आहे). त्यात रोहित्राच्याच मुळे होणारी विद्युत् दाबातील वाढ n₂ / n₁ एवढी असते. श्राव्य-कंप्रता विवर्धनासाठी लोखंडी पट्ट्यांचा गाभा असलेले रोहित्र वापरतात, तर रेडिओ कंप्रतेकरिता गाभा म्हणून हवा किंवा निरोधक घन माध्यमात लोखंडाची बारीक पूड मिसळून तयार केलेला दांडा वापरतात. रोहित्र युग्मित प्रत्येक टप्प्यागणिक मिळणार्‍या एकूण विवर्धनाचे मूल्य जरी बरेच जास्त असले, तरी याचा कंप्रता प्रतिसाद (विशेषत: लोखंडाचा गाभा असलेल्या रोहित्राचा) तितकासा सपाट व चांगल्या प्रकारचा नसतो (आ. ७). किंमतीच्या दृष्टीनेसुद्धा या प्रकारचा विवर्धक महागच पडतो. मात्र रेडिओ ग्राहीमध्ये रेडिओ कंप्रता टप्पा व मध्यम कंप्रता टप्पा यांची जोडणी रोहित्राच्या द्वारे करणे सोईचे असते.

सरल युग्मित विवर्धक : हा विवर्धक एकदिश किंवा प्रत्यावर्ती विद्युत् संकेताच्या विवर्धनासाठी उपयोगी पडतो. म्हणजे याचा कार्यकारी कंप्रता पट्टा बराच रुंद असतो. याच्या कार्याची कल्पना आ. ८ वरून येईल. अ या बिंदूपाशी संकेतपूर्व स्थितीत एक ठराविक धन विद्युत् दाब असतो. तो पुढच्या टप्प्याच्या जालकाग्रावर जाऊ नये म्हणून या विद्युत् दाबापेक्षा जास्त विद्युत् चालक-प्रेरणा (वि. चा. प्रे., मंडलात विद्युत् प्रवाह वाहण्यास कारणीभूत होणारी प्रेरणा) असलेली घटमाला अ कडे तिचे धनाग्र करून अ आणि जालकाग्र यांच्यामध्ये जोडतात (E_c = अ चा विद्युत् दाब). त्यामुळे या घटमालेच्या वि. चा. प्रे. एवढा ऋण विद्युत् दाब दुसऱ्या नलिकेचा जालकाग्रावर निर्माण होतो. यानंतर पहिल्या नलिकेला एकदिश अथवा प्रत्यावर्ती संकेत दिला की अ या बिंदूवरील विद्युत दाबामध्ये बदल होतो. हा बदल अर्थातच पुढील टप्प्याला घटमालेच्या मार्गाने जाऊन पोहोचतो. दुसऱ्या नलिकेचे कार्य अ- वर्गातच राहील ही काळजी घेण्यासाठी मूळ संकेताचे प्रमाण योग्य पातळीपेक्षा जास्त होणार नाही, हे बघावे लागते. युग्मित घटमालेच्या विद्युत् दाबामध्ये कालानुसार सारखे सूक्ष्म बदल होतात व त्याचे दुसऱ्या नलिकेत विवर्धन होऊ ते प्रदान अग्रापर्यंत पोहोचतात. यामुळे हा विवर्धक स्थिर प्रकारचा रहात नाही. विवर्धन स्थिर राहण्यासाठी व विवर्धकात निरनिराळ्या कारणांनी निर्माण होणाऱ्या गोंगाटाची पातळी कमी ठेवण्यासाठी विशेष विद्युत् मंडल योजना वापराव्या लागतात. लॉफ्टीन-व्हाइट मंडलामध्ये विवर्धकात लागणारे निरनिराळ्या मूल्यांचे विद्युत् दाब वर्चस्‌ विभाजक (ठराविक विद्युत् दाबाचे भाग देणारी) योजना वापरून एकाच विद्युत् पुरवठ्यापासून मिळविले जातात. दुसऱ्या नलिकेच्या ऋणाग्र व जालकाग्र यांच्या निरपेक्ष विद्युत् दाबांची पातळी अ बिंदूच्या धन विद्युत् दाबाच्या आसपास आणली जाते. यामुळे अ बिंदूचे युग्मन दुसऱ्या नलिकेच्या जालकाग्राशी सरळ तार जोडून करता येते.

वैद्यकीय कामासाठी वापरण्यात येणारी आधुनिक इलेक्ट्रॉनीय यंत्रे, उद्योगधंद्यात लागणारी स्वयंप्रेरित नियंत्रण योजना, संगणक (गणितकृत्ये करणारे यंत्र) इ. उपकरणांमध्ये या प्रकारच्या विवर्धकांचा फार मोठ्या प्रमाणात उपयोग केला जातो.

विवर्धकाच्या कार्याचे मूल्यमापन : विवर्धकाची गुणवत्ता ठरविण्यासाठी पुढील गोष्टी विचारात घेतात : (१) कंप्रता प्रतिसाद, (२) कला प्रतिसाद, (३) लाभांक × कंप्रता पट्टा या गुणाकाराचे मूल्य.

कंप्रता प्रतिसादाबद्दलचे सर्वसाधारण विवेचन मागे आलेच आहे. विवर्धकातील प्रत्येक नलिकेमुळे आदान व प्रदान प्रत्यावर्ती संकेतात १८०^० एवढे कलांतर (दोन कंपनांच्या समाईक संदर्भाच्या सापेक्ष असणाऱ्या कोनामध्ये मोजण्यात येणाऱ्या स्थितींमधील म्हणजे कलांमधील अंतर) निर्माण होते. धारित्र, प्रवर्तक, रोहित्र इ. कला बदलणारे घटक विवर्धकाच्या मंडलात असल्यास त्या प्रत्येक घटकामुळे कलांतर निर्मितीला मदत होते. या घटकांमुळे घडणारे कलांतर कंप्रतेवर अवलंबून असते. आदर्श विवर्धकात लाभांक व कला या दोन्ही गोष्टी कंप्रतेनुसार बदलू नयेत, हे अपेक्षित असते. व्यवहारात विशिष्ट मंडले वापरून हे उद्दिष्ट थोड्या फार प्रमाणात साध्य करता येते. महत्तम लाभांक व रुंद कंप्रता पट्टा या दोन्हीही गोष्टी एकाच वेळी साध्य करणे शक्य ठरत नाही. त्यामुळे विवर्धकाची गुणवत्ता, लाभांक × कंप्रता पट्टा रुंदी या गुणाकाराच्या मूल्याप्रमाणे ठरवितात.

याशिवाय विवर्धकात अनेक अनिष्ट परिणाम आढळून येतात. त्यांचे प्रमाण कमी करण्यासाठी काही विशेष योजना कराव्या लागतात.

(१) विकृती : प्रदान संकेताचा तरंगाकार हा आदान संकेताच्या तरंगाकाराची हुबेहूब प्रतिमा नसल्यास विकृती निर्माण झाली आहे असे म्हणतात. निर्वात नलिकेच्या अभिलक्षण वक्राचे अरैखिक (सरळ रेषेच्या आलेखासारखे नसलेले) स्वरूप हे विकृती निर्माण होण्याचे एक प्रमुख कारण आहे. नलिकेला एकाच कंप्रतेचा आदान संकेत दिला असता प्रदान संकेतात प्रगुण (पटीत असणार्‍या) कंप्रतांची निर्मिती याच दोषामुळे होते. ऋण पुन:प्रदाय क्रिया (मूळ संकेताची शक्ती कमी होईल अशा प्रकारे प्रदान संकेताचा काही भाग आदान संकेताला देण्याची क्रिया) वापरून या प्रकारच्या विकृतीचे प्रमाण खूपच कमी करता येत असले, तरी ते अजिबात नाहीसे करता येत नाही.

(२) गोंगाट : गोंगाट दोन प्रकारचा असतो. त्यांपैकी ऊष्मीय हा रोधक, निर्वात नलिका, ट्रॅंझिस्टर यांमधील इलेक्ट्रॉनांच्या इतस्तत: हालचालींमुळे निर्माण होतो. रोधकामुळे निर्माण होणाऱ्या गोंगाटाची विद्युत् शक्ती रोधकाच्या तापमानाप्रमाणे वाढते. निर्वात नलिकेतील इलेक्ट्रॉन हे ‘कण’ रूपात उत्सर्जित होत असल्यामुळे पट्टिकाप्रवाहात सारखे अतिसूक्ष्म बदल होत राहतात. यामुळे भाररोधकावर गोंगाट विद्युत् दाब निर्माण होतो. या दोन्हीही प्रकारच्या गोंगाटांचे प्रमाण काही दशलक्षांश व्होल्ट एवढे असते. गोंगाटामुळे प्रदान संकेतात बिघाड होतो. संकेत/गोंगाट या गुणोत्तराचे मूल्य एका ठराविक  पातळीपेक्षा जास्त असले तरच विवर्धनाची कार्यक्षमता योग्य अशी समजली जाते. ऋण पुन:प्रदाय क्रियेमुळे वरील गुणोत्तराचे मूल्य बरेच वाढविता येते.

योग्य ती काळजी न घेतल्यास नलिकेमधील इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक तंतू तापविण्यासाठी वापरलेल्या प्रत्यावर्ती मुख्य विद्युत् पुरवठ्यामधून काही वेळा विद्युत् प्रवाह क्षरणाने (गळतीने) विवर्धकात येतो. त्यामुळे प्रदान संकेतात ५० हर्ट्‍झ इतक्या विद्युत् पुरवठा कंप्रतेचा (किंवा तिच्या प्रगुण कंप्रतेचा) एक घटक येऊन त्यामध्ये बिघाड करतो. रेडिओ ग्राहीमध्ये या कंप्रतेचा गुंजारव बऱ्याच वेळा ऐकू येतो.

विवर्धकाच्या पहिल्या टप्प्यात वापरलेल्या नलिकेतील तारांच्या किंवा अग्रांच्या कंपनांमुळे किंवा हालचालींमुळेसुद्धा एक प्रत्यावर्ती जातीचा, पण निरनिराळ्या कंप्रतांचा त्रासदायक आवाज निर्माण होतो. यास ध्वनिग्राहक परिणाम म्हणतात. सदोष नलिका बदलणे हाच या प्रकारचा आवाज नाहीसा करण्याचा उपाय होय. कंपनशोषक पायावर नलिका बसविणे हाही काही ठिकाणी प्रतिबंधक उपाय म्हणून उपयोगी पडतो.

पुन:प्रदाय क्रियायुक्त विवर्धक : ऋण जातीच्या पुन:प्रदाय क्रियेमध्ये प्रदान संकेतातील काही थोडा भाग एका मंडलाच्या द्वारे विवर्धकाच्या आदान अग्राला परत पुरवला जातो. या पुन:प्रदाय संकेताची कला मूळ आदान संकेताच्या अगदी विरुद्ध असते. त्यामुळे विवर्धकाच्या लाभांकात काही प्रमाणात घट होते. या घटीच्या बदल्यात मात्र अनेक हितकारक असे परिणाम घडवून आणता येतात. पुन:प्रदाय क्रिया मुख्यत्वेकरून दोन जातींच्या असतात : (१) पट्टिका विद्युत् प्रवाह आधारित व (२) प्रदान विद्युत् दाब आधारित. या दोन जातींच्या पुन:प्रदायांच्या कार्याचे मूलभूत स्वरूप आ. ९ व आ. १० वरून स्पष्ट होईल.

पुन : प्रदाय मंडलाचे आणखीही अनेक प्रकार उपलब्ध आहेत. पुन:प्रदायामुळे पुढे दिलेले फायदे मिळतात : (१) विवर्धकाच्या कंप्रता पट्ट्यांत वाढ, (२) प्रदान अग्री संकेत/गोंगाट या गुणोत्तरात वाढ, (३) नलिकेमुळे निर्माण झालेल्या अरैखिक विकृतीत घट, (४) विवर्धकाचा आंतरिक संरोध, आदान व प्रदान अग्र संरोध यांच्या वर नियंत्रण व आवश्यक तसे बदल करण्याची शक्यता व (५) नलिकेच्या पट्टिकेवरील विद्युत् दाबात बदल व इतर काही कारणांमुळे विवर्धकाच्या लाभांकातील बदलाविरुद्ध स्थैर्य. या फायद्यांमुळे व्यवहारात वापरल्या जाणाऱ्या विवर्धकांत पुन:प्रदाय क्रिया नेहमीच योजितात.

स्वयंप्रेरित आंदोलनाविरुद्ध स्थैर्य : श्राव्य किंवा त्यासारख्याच कमी कंप्रतांसाठी नियोजित केलेल्या विवर्धकांमध्ये अनेक अनिष्ट परिणाम आढळून येतात. त्यांपैकी स्वयंप्रेरित आंदोलननिर्मिती हा एक महत्त्वाचा परिणाम समजला जातो. अधिक विचारांती असे प्रत्ययास येते की, हे सर्व परिणाम शेवटी विवर्धकात मुद्दाम योजिलेल्या किंवा आपोआप घडून येणाऱ्या पुन:प्रदाय क्रियेमुळे उद्‌भवतात. व्यवहारात उपयोगात असणाऱ्या बहुतेक सर्व विवर्धकांत पुन:प्रदाय क्रिया वापरलेली असते. या कामासाठी जे जाल वापरतात त्यात बहुधा धारित्र, प्रवर्तक, रोहित्र इ. अवरोधनी घटकांचा उपयोग केलेला असतो. मूळ K लाभांक असलेल्या विवर्धकात पुन:प्रदाय योजनेचा वापर केल्यास त्याचा परिणामी लाभांक K_f खालील सूत्राने मिळतो :

Kf =	K
	1–Kβ

वरील सूत्रात β हा स्थिरांक पुन:प्रदाय क्रियेचे प्रमाण दाखवितो. Kβ चे मूल्य सदिश (दिशा व मूल्य असणाऱ्या राशीच्या) स्वरूपात म्हणजे Kβ = x ± √–1 y

अशा अंशत: सत् (x) व अंशत: असत् (y) या दोन राशींच्या साहाय्याने दाखविता येते (सत् व असत् या संज्ञांच्या स्पष्टीकरणासाठी ‘संख्या’ ही नोंद पहावी). याचे मूल्य |Kβ| = √x²+y² आणि कला Ø= tan^-1 (y/x) या सूत्राने मिळविता येते. पुनःप्रदाय क्रिया ऋण प्रकारची हवी असल्यास Kβ चे मूल्य त्यास योग्य म्हणजे ऋणच ठेवावे लागते. अशा परिस्थितीत Kf या लाभांकाचे मूल्य मूळ मूल्यापेक्षा (K) कमी होते. Kβ चे चिन्ह अर्थातच त्याच्या कलेवरून ठरते. पुनःप्रदाय जालात अवरोधनी घटक असतील, तर कला अचल न राहता तिचे मूल्य कंप्रतेप्रमाणे बदलत जाते. त्यामुळे नीच कंप्रतेकरिता Kβ चे चिन्ह ऋण असले, तरी ते कंप्रता वाढविली असता काही मर्यादेनंतर धनही होऊ शकते. असे झाले, तर मात्र विवर्धकात आंदोलने निर्माण होण्याची शक्यता असते. ही घटना कोणत्या परिस्थितीत घडू शकेल याविषयी निश्चित ज्ञान मिळविण्याकरिता विवर्धकावर प्रत्यक्ष प्रयोग करून Kβ ह्या राशीचे निरनिराळ्या कंप्रतांच्या संकेतांना किती मूल्य व कला येते ते पाहतात व मिळालेली माहिती आलेखाच्या स्वरूपात दाखवितात. यामध्ये y अक्षावर Kβ चा सत् घटक व x अक्षावर त्याचा असत् घटक मांडून जी आकृती मिळते तिला नायक्विस्ट आकृति असे म्हणतात. या आकृतीवरून विवर्धकात कोणत्या कंप्रतेला आंदोलने निर्माण होण्याची शक्यता आहे ते कळते. उच्च रेडिओ कंप्रतेस विवर्धकात ज्या मुख्य कारणांमुळे अंतर्गत पुनःप्रदाय क्रिया आपोआप घडून येतात त्यांचे थोडक्यात विवेचन पुढे केले आहे.

(१) मिलर परिणामामुळे पुनःप्रदाय क्रिया : निर्वात नलिकेमधील पट्टिका व जालकाग्र यांमध्ये धारिता असते व ती विचारात घ्यावी लागते, याचा उल्लेख मागे आलाच आहे. नीच कंप्रतेस या धारितेचे अवरोधन खूप मोठे असते. त्यामुळे या कंप्रतेस पुनःप्रदाय क्रियेचे प्रमाण नगण्य राहते. उच्च कंप्रतेस ही स्थिती राहत नाही व पट्टिकेपाशी निर्माण झालेल्या प्रदान संकेतापैकी काही भाग पट्टिका जालकाग्र धारितेमार्गे परत आदान अग्री येऊ शकतो. पट्टिका मंडलातील भार हा शुद्ध रोधक किंवा धारित्र स्वरूपाचा असेल, उदा., मेलन (मिळत्या जुळत्या) कंप्रतेपेक्षा जास्त मूल्याच्या कंप्रतेस भार म्हणून मेलित मंडल [अनुस्पंदित अवस्थेतील मंडल, → अनुस्पंदन] वापरले, तर त्यापासून होणारी पुनःप्रदाय क्रिया नेहमीच ऋण स्वरूपाची राहील, असे दाखविता येते. भार प्रवर्तक स्वरूपाचा असल्यास मात्र काही ठराविक कंप्रता मर्यादेनंतर मिलर परिणामामुळे (निर्वात नलिकेच्या आदान धारितेवर होणाऱ्या विवर्धनाच्या परिणामामुळे) धन प्रकारची पुनःप्रदाय क्रिया होऊन विवर्धकात आंदोलने निर्माण होण्याची शक्यता उत्पन्न होते. अशा प्रकारची परिस्थिती रेडिओ कंप्रता विवर्धकाच्या मंडलात त्रिप्रस्थ नलिका वापरल्यास आढळते. विशिष्ट प्रकारची निर्मूलन मंडले वापरून हा परिणाम टाळता येतो.

(२) ऋणाग्र सांधतार प्रवर्तन परिणाम : निर्वात नलिकेच्या आतील ऋणाग्र व नलिकेच्या बाहेर असलेले अग्र यांच्यामध्ये एक लहान तार जोडलेली असते. हिला सांधतार म्हणतात. जेव्हा संकेत उच्च कंप्रतेचा असतो तेव्हा या तारेचे अवरोधन उपेक्षणीय नसते. या  अवरोधनावर होणाऱ्या वर्चस् पातामुळे विद्युत् प्रवाह पुनःप्रदाय क्रिया घडून येते. ऋणाग्राला बाहेरून रोधक जोडला असता जी परिस्थिती निर्माण होते, तशीच परिस्थिती या अवरोधनामुळे निर्माण होते. त्याबरोबरच ऋणाग्र व जालकाग्र यांमधील परिणामी धारिताही लक्षात घ्यावी लागते. या सर्व गोष्टींमुळे परिणामी ऋण पुनःप्रदाय क्रिया सिद्ध होते. या क्रियेचे प्रमाण कंप्रतेच्या वर्गाच्या सम प्रमाणात वाढते. पुनःप्रदाय क्रिया ऋण जातीची असल्यामुळे आंदोलन निर्मितीची शक्यता असत नाही. फक्त नलिकेमुळे मिळणार्‍या विवर्धनात उच्च कंप्रता संकेतात घट येते.

(३) इलेक्ट्रॉन संक्रमण काल परिणाम : निर्वात नलिकेमध्ये (अ) ऋणाग्रापासून जालकाग्रापर्यंत व (आ) जालकाग्रापासून पट्टिकेपर्यंत विद्युत् प्रवाह इलेक्ट्रॉनांच्या प्रत्यक्ष हालचालींमुळे मिळतो. जालकाग्रावर दिलेल्या संकेतामुळे जालकाग्रामधून जाणाऱ्या इलेक्ट्रॉनांच्या संख्येवर नियंत्रण ठेवले जाते व अशा रीतीने पट्टिकेपाशी पोहोचणाऱ्या इलेक्ट्रॉनांची संख्या या संकेतामुळे बदलते. जालकाग्रापासून पट्टिकेपर्यंत पोहोचण्यास इलेक्ट्रॉनांना त्यांच्या निरूढीमुळे (जडत्वामुळे) काही संक्रमण काल लागतो. जालकाग्रावर कालपरिवर्ती (कालानुसार बदलणारा) आदान संकेत दिलेल्या क्षणापासून पट्टिकाप्रवाहात त्याला अनुरूप असा प्रत्यक्ष बदल घडून येण्यासाठी वरील संक्रमण-कालाएवढा विलंब लागेल, हे उघड आहे. या विलंबामुळे आदान संकेत व पट्टिकाप्रवाह या दोघांच्या कलेमध्ये कोणत्याही क्षणी फरक दिसून येतो. याचा ऋण पुनःप्रदाय क्रियेसारखाच परिणाम होतो, असे दाखविता येईल. या क्रियेचे प्रमाणसुद्धा कंप्रतेच्या वर्गाच्या सम प्रमाणातच वाढते. यामुळे इलेक्ट्रॉन संक्रमण-काल परिणाम व ऋणाग्र सांधतार प्रवर्तन परिणाम हे दोन परिणाम प्रयोगाने परस्परांपासून वेगळे करणे अवघड ठरते.

विशिष्ट प्रकारचे विवर्धक : विशिष्ट कामासाठी उपयोगी पडणाऱ्या कही महत्त्वाच्या विवर्धकांच्या प्रकारांचे वर्णन खाली दिले आहे. 

(१) अरुंद पट्टा अथवा मेलित विवर्धक : या प्रकारचे विवर्धक एका अतिशय अरुंद कंप्रता पट्ट्यातील संकेताचेच विवर्धन करतात. रेडिओ व दूरचित्रवाणी ग्राही मंडलांमध्ये या तऱ्हेचा विवर्धक एक महत्त्वाचा घटक असतो. हव्या असलेल्या ठराविक वाहक कंप्रतेच्या संकेताबरोबर त्या कंप्रता पट्ट्यात असणारे इतर अनेक संकेत एकाच वेळी आकाशकामध्ये प्रवेश करतात. त्यामधील इष्ट संकेताचे विवर्धन व इतर संकेतांचे दमन करणे, हे या विवर्धकांचे कार्य असते (आ. ११). अनुस्पंदनी (कंपनास प्रतिसाद देणाऱ्या) मंडलाच्या Q-गुणांकाच्या (विविध प्रकारच्या रोधांचा समावेश असलेल्या मंडलात साठणारी शक्ती व नष्ट होणारी शक्ती यांच्या गुणोत्तराच्या) सम प्रमाणात या विवर्धकाची विवेचनक्षमता (इष्ट संकेत व अडथळा आणणाऱ्या इतर कंप्रता यांच्यात भेद करण्याची क्षमता) वाढते. रेडिओ कंप्रतेच्या टप्प्याकरता मेलन परिवर्ती (बदलता येणारे) असावे लागते. म्हणून बाहेर ठेवलेली कळ फिरवून ज्याचे मूल्य बदलता येईल अशा प्रकारचे धारित्र या मंडलात वापरतात. मध्यम कंप्रता टप्प्यामध्ये कंप्रतेचे मूल्य स्थिर असल्यामुळे याकरिता वापरलेल्या विवर्धकाचे मेलनही स्थिर असते.

(२) रुंद पट्टा विवर्धक : प्रतिपूरण (क्षीण होण्याच्या क्रियेमुळे उच्च कंप्रतेचा जो र्‍हास होतो त्याची भरपाई करणारी) मंडले जोडून रोधक-धारित्र युग्मित विवर्धकाच्या कंप्रता मर्यादा वाढवून त्याचे रुंद पट्टा विवर्धकात रूपांतर करता येते. उच्च कंप्रता प्रतिपूरण करण्यासाठी वापरात असलेली एका प्रकारची योजना आ. १२ मध्ये दाखविली आहे. मागे विवेचन केल्याप्रमाणे उच्च केल्याप्रमाणे उच्च कंप्रतेस होणारी लाभांकातील घट दुसर्‍या नलिकेच्या आदान अग्रामधील परिणामी धारितेमुळे पहिल्या टप्प्यातील भार संरोधात होणार्‍या घटीतून उद्भवते. या परिणामाचे प्रतिपूरण करण्यासाठी या भाराच्या एकसरीत L हा प्रवर्तक जोडतात. प्रवर्तक अवरोधनाचे मूल्य कंप्रतेच्या सम प्रमाणात वाढत असल्यामुळे योग्य मूल्याच्या प्रवर्तकाची निवड केल्यास उच्च कंप्रतेस होणारी भार संरोधातील घट भरून काढता येते. कारण एकसरीत (एकापुढे एक) जोडलेले रोधक R1व L प्रवर्तक आणि एकूण अनेकसरी धारिता या सर्वांचा मिळून पहिल्या टप्प्याचा भार होतो. नीच कंप्रतेस प्रवर्तकाचे अवरोधन नगण्य होते व अनेकसरी धारितेचे अवरोधन अत्युच्च होते. त्यामुळे उच्च कंप्रता विभाग सोडला असता, इतर कोणत्याही कंप्रतेस हा भार R1 एवढाच राहतो.

विवर्धकात होणारी नीच कंप्रता विभागातील घट युग्मन करण्यासाठी जोडलेल्या धारित्र-रोधक मंडलातील धारित्रावर होणार्‍या प्रदान विद्युत् दाबपातामुळे (विद्युत् दाबाचे मूल्य कमी झाल्यामुळे) होते. या परिणामाचे प्रतिपूरण करण्यासाठी योजिलेली एक पद्धत आ. १३ मध्ये दाखविली आहे. C’ व R’ या नवीन जोडलेल्या धारित्र व रोधक यांची सापेक्ष मूल्ये अशी ठेवलेली असतात की, उच्च व मध्यम कंप्रतेच्या संकेतांकरिता धारित्र-रोधकाचा मंडलसंक्षेप (निरनिराळ्या विद्युत् स्थितींतील बिंदू जोडले जाणे) करते. त्यामुळे या कंप्रतेस पहिल्या टप्प्याचा संरोध R1 एवढाच राहतो. नीच कंप्रतेत मात्र धारित्राचे अवरोधन रोधक R च्या सापेक्ष बरेच जास्तहोत असल्यामुळे, या परिस्थितीत भारएवढा होतो. घटकांची मूल्ये योग्य ठेवली असता नीच कंप्रता संकेताकरता C—R जोडीमुळे लाभांकात होणारी घट व भार संरोधात झालेल्या वाढीमुळे होणारी वाढ, यांचा परस्पर संक्षेप जातो. अशा रीतीने विवर्धकाचा कंप्रता पट्टा साधारणपणे २० हर्ट्झ‌पासून कित्येक दशलक्ष हर्ट्झ‌पर्यंत वाढविता येतो.

(३) ऋणाग्र अनुगामी विवर्धक : (आ. १४). या विवर्धकात विद्युत् दाब लाभांक एकापेक्ष कमीच असल्यामुळे याचा विद्युत् दाब विवर्धक म्हणून उपयोग करता येत नाही. यामधील प्रदान अग्र संरोध फार कमी असल्यामुळे याचा उपयोग विद्युत् प्रवाह किंवा विद्युत् शक्ती विवर्धक म्हणून करतात. प्रदान व आदान संकेतांची एकच कला हा या विवर्धकाचा आणखी एक चांगला गुण आहे.

(४) आ-वर्ग ढकल-ओढ शक्ती विवर्धक : येथे दोन्ही नलिका आ-वर्गात कार्य करतात, त्यामुळे बाह्य संकेताच्या धन अर्ध-आवर्तनामध्येच नलिकेच्या पट्टिकेतून प्रवाह वाहतो. क आणि ख या बिंदूवरील विद्युत् दाब नेहमी विरुद्ध कलेमध्ये असतात. क या ठिकाणी धन अर्ध-आवर्तन चालू असल्यास ख येथे त्याचे पूरक ऋणार्थ आवर्तन चालू असते (आ. १५). त्यामुळे जेव्हा एक नलिका कार्यान्वित होते तेव्हा दुसर्‍या नलिकेतील विद्युत् प्रवाह शून्य असतो. दोन्हीही नलिकांपासून मिळणारा विद्युत् प्रवाह रोहित्राच्या साहाय्याने एकत्रित करून संपूर्ण प्रदान ऊर्जा R या रोधकावर मिळविली जाते. प्रत्येक नलिकेसाठी विद्युत् प्रवाह कोन १८०^० एवढाच असला, तरी संपूर्ण विवर्धनासाठी परिणामी संवाहक कोन ३६०^० चा होतो. त्यामुळे प्रदान व आदान तरंगाकारांमध्ये चांगले साम्य मिळते. 

(५) गणिती क्रिया करणारा विवर्धक : एकदिश विद्युत् प्रवाह विवर्धकाचा उपयोग गणितात लागणाऱ्या बेरीज, गुणाकार, समाकलन, अवकलन [→ अवकलन व समाकलन] इ. क्रिया करण्यासाठी करतात. याकरिता आवश्यक असे मूलभूत मंडल आ. १६ मध्ये दाखविले आहे. या मंडलात K या लाभांकाच्या सरल युग्मित विवर्धकास Z₁या संरोधामधून (संरोधात्मक घटकामधून) (१) सरल युग्मिक विवर्धक. e₁ हा विद्युत् दाब संकेत दिला आहे. विवर्धकाला i₂ एवढा पुन:प्रदाय विद्युत् प्रवाह Zया संरोधामार्गे दिला आहे. विवर्धकाच्या आदान अग्रातून वाहणारा विद्युत् प्रवाह नगण्य आहे, असे मानले आणि K &gt &gt 1+ Z / Z₁असल्यास, e₂ हा

विवर्धनातून मिळणारा विद्युत् दाब e2 = –	Z	e1 या सूत्राने
	Z1

या सूत्राने मिळतो, असे दाखविता येते. प्रदान व आदान विद्युत् दाब विरुद्ध कलेचे असतात, असे येथे गृहीत धरले आहे. त्यामुळेच वरील सूत्रात ऋण चिन्ह आले आहे. दोन्हीही संरोध रोधक स्वरूपाचे असल्यास e₂ =– (R/R₁ ) e₁ येथे R व R₁ हे रोधक आहेत. अशा रीतीने चिन्हबदल व एका स्थिरांकाने गुणाकार या क्रिया या योजनेद्वारा करता येतील.

बेरीज व समाकलन करण्यासाठी वापरण्यात येणारी मंडले आ. १७ मध्ये दाखविली आहेत. त्यासाठी लागणारी सूत्रे अशी : 

विवर्धक १ : बेरीज : –E₂ = E₁₁ + E₁₂ + E_13. 

विवर्धक २ : समाकलन : E2=	1	∫	E dt.
	RC

(६) विभेदी विवर्धक : (आ. १८). संकेतपूर्व पातळीपासून पट्टिका प्रवाहात होणारा बदल प्रत्यक्षपणे मोजण्यासाठी या विवर्धकाचा उपयोग करतात. यामध्ये दोन एकरूप निर्वात नलिका अनेक सरी जोडणीत ठेवतात. त्यांना R रोधकाद्वारे एक सामाईक निज अवपात दिलेला असतो. संकेतपूर्व स्थितीत मया ठिकाणी जोडलेल्या विद्युत् प्रवाहदर्शकातील नोंद शून्य करण्यासाठी R‘हा रोधकावरील चलित संपर्क हलवितात. यानंतर बाह्य संकेत (e₁) एका नलिकेला पुरविला असता म मधील निर्देशन दिलेल्या दाबाच्या प्रमाणात बदलते.

(७) प्रगामी तरंग विवर्धक:या प्रकारच्या विवर्धकाचा कंप्रता पट्टा खूप रुंद असला, तरी तो सामान्यत: ३,००० दशलक्ष हर्ट्‌झ किंवा त्यापेक्षा जास्त कंप्रतेच्या विवर्धनासाठी उपयोगी पडतो. याचे कार्य यशस्वी होण्यासाठी या विवर्धकाचे आकारमान दिलेल्या संकेताच्या तरंगलांबीपेक्षा पुष्कळच जास्त असावे लागते. इलेक्ट्रॉनांना गतिमान करणाऱ्या रैखिक प्रवेगकाच्या [वेगात वाढ करणाऱ्या उपकरणाच्या, → कण वेगवर्धक]वया विवर्धकाच्या मूलभूत तत्त्वामध्ये बरेचसे साम्य आहे. प्रवेगकामध्ये वेगवान इलेक्ट्रॉन व जवळजवळ तितक्याच वेगाने जाणारे विद्युत् चुंबकीय तरंग यांच्यामध्ये अशी रीतीने सतत परस्पर क्रिया होते की, ते (इलेक्ट्रॉन) तरंगाची ऊर्जा शोषतात व त्यांच्या गतिज ऊर्जेत वाढ होत जाते. प्रगामी तरंग विवर्धकात अशीच परस्पर क्रिया घडते, पण तिचा परिणाम मात्र बरोबर उलटा होईल, अशी योजना केलेली असते. या प्रयुक्तीत वेगवान इलेक्ट्रॉन हेच प्रगामी तरंगाला सतत ऊर्जा पुरवितात व त्यामुळे त्यांची स्वत:ची गतिज ऊर्जा कालांतराने कमी होत जाते. इलेक्ट्रॉनांच्या वेगात अशी सारखी घट होत असल्यामुळे तरंगवेग व इलेक्ट्रॉनवेग यांच्यामध्ये संपूर्ण व कायम समकालीकरण घडवून आणणे शक्य होत नाही. यामुळे परस्पर क्रिया अवकाशात इलेक्ट्रॉन धावत असताना ते काही काळ तरंगाला ऊर्जा पुरवितात व काही काळ त्यापासून ऊर्जा शोषून घेतात. पण सरासरीने पाहता इलेक्ट्रॉन हे तरंगांपासून जेवढी ऊर्जा घेतात त्यापेक्षा अधिक ऊर्जा ते परत करतील, अशी व्यवस्था करणे शक्य होते. पीअर्स यांनी प्रथम शोधून काढलेल्या या विवर्धकाच्या कार्याची कल्पना आ. १९ वरून येईल.

विवर्धक नलिकेच्या एका टोकापासून पीअर्स इलेक्ट्रॉन बंदुकीमधून (ब) एक बारीक, संकेंद्रित (एका बिंदूत एकत्र होऊन पुढे जाणारी) अशी इलेक्ट्रॉन शलाका निघते व ती लांब लांब वलये असलेल्या संवाहक तारेच्या एका मळसूत्राच्या (कख) मध्यभागातून वेगाने जाऊन शेवटी सं या संकलकावर (एकत्र करणाऱ्या प्रयुक्तीवर) आपटते. शलाकेच्या संकेंद्रणासाठी नलिकेभोवती असलेल्या वेटोळ्यामध्ये (वे) विद्युत् प्रवाह सोडून समाक्ष असे एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र प्रस्थापित केलेले असते. विवर्धित करावयाचा संकेत तरंग मार्गदर्शकाच्या साहाय्याने मळसूत्राचा क या टोकाला पुरविला जातो. विद्युत् चुंबकीय तरंगाचा वेग संवाहक तारांमध्ये सर्वसाधारण प्रकाशाच्या वेगाएवढा (c) असतो. संवाहक तार मळसूत्राच्या स्वरूपात असल्यामुळे तरंगाचा नलिकेच्या अक्षाला समांतर वेगघटक हा c पेक्षा हवा तेवढा कमी करता येतो. योग्य विद्युत् दाब लावून इलेक्ट्रॉनांना जवळजवळ तरंगाच्या वेगाचा नलिकेच्या अक्षाला समांतर असा जेवढा घटक असेल, तेवढाच वेग दिला जातो. तरंगलांबी कख या अंतरापेक्षा खूप कमी असल्यामुळे या अवकाशामध्ये तरंगांमुळे समाक्ष दिशेत निर्माण होणारे विद्युत् क्षेत्र इलेक्ट्रॉनांच्या दृष्टीने पाहता काही ठिकाणी प्रवेगी (वाढत्या वेगाने जाणाऱ्या) व काही ठिकाणी प्रतिसारक (दूर लोटणाऱ्या) स्वरूपाचे असते. इलेक्ट्रॉनांची घनफळ घनता कख या अवकाशात सर्वत्र सारखी असल्यास काही विशिष्ट भागांवर तरंगाला जेवढी ऊर्जा मिळेल तेवढीच ऊर्जा इतर भागात होणाऱ्या परस्पर क्रियेमुळे तरंगापासून घेतली जाईल व परिणामत: विवर्धन शून्य मिळेल, हे स्पष्ट आहे. तरंगामुळे जे प्रगामी स्वरूपाचे विद्युत् क्षेत्र निर्माण होते, ते इलेक्ट्रॉनाशी केवळ उर्जेची देवघेवच करून राहत नाही. कख या अवकाशातील इलेक्ट्रॉनांची घनफळ घनता ते अशा रीतीने बदलते की, जेथे तरंगाला ऊर्जा मिळण्याचा संभव असतो, त्या ठिकाणी ही घनता महत्तम होते, तर जेथे तरंगापासून ऊर्जा शोषिली जाते अशा जागी घनतेचे मूल्य किमान होते. या क्रियेमुळे संबंध अवकाशामध्ये तरंग व इलेक्ट्रॉन यांमध्ये होणाऱ्या ऊर्जेच्या देवघेवीचा हिशोब केल्यास सरासरीने तरंगांना मिळणारी ऊर्जा ही त्यांना द्यावा लागणाऱ्या ऊर्जेपेक्षा खूप जास्त होते. यामुळे वेटोळ्यामधून मार्गक्रमण करणाऱ्या संकेत तरंगाचा परमप्रसर (स्थिर स्थितीपासून लंब दिशेने होणारे कमाल स्थानांतरण) सारखा वाढत जातो. प्रदान ऊर्जा परत ख या टोकापासून दुसऱ्या एका तरंग मार्गदर्शकाच्या साहाय्याने मिळविली जाते. या विवर्धकाचे कार्य यशस्वी होण्यासाठी ख येथे तरंगाचे परावर्तन होऊन कख या अवकाशात स्थिर तरंग (ऊर्जेचे स्थानांतरण न होता तिचे विद्युत् प्रवाह व विद्युत् दाब या स्वरूपात आवर्ती बदल होऊन निर्माण होणारे तरंग) तयार होणार नाहीत, ही काळजी घ्यावी लागते. त्यासाठी साधारणपणे आदान टोकाच्या जवळपास क्षीणक (ऊर्जेचा काही भाग शोषून घेणारा घटक) वापरतात. हा क्षीणक वेगवेगळ्या प्रकारचा असतो. सामान्यपणे क्षीणक म्हणून नलिकेच्या आतील बाजूने ॲक्वाडॅगचा (एका ग्रॅफाइटयुक्त संयुगाचा) लेप वापरतात. या विवर्धकाचा मुख्य गुण हा की, त्याला उच्च व नीच कंप्रता मर्यादा नाहीत.

ट्रँझिस्टर विवर्धक : निर्वात नलिका वापरून विवर्धकाचे जे अनेक प्रकार बनविता येतात ते सर्व व इतर आणखी काही प्रकारही ट्रँझिस्टरांचा उपयोग करून तयार करता येतात. विवर्धक कार्यान्वित करण्यास लागणारा  कमी मूल्याचा विद्युत् दाब (६–९ व्होल्ट), प्रयुक्तीचा लहान आकार, कमी किंमत, दीर्घ आयुष्य व निर्वात नलिकेतल्याप्रमाणे तंतू विद्युत् प्रवाहाने तप्त करण्याची अनावश्यकता हे सर्व फायदे ट्रँझिस्टरांचा उपयोग केल्यास मिळतात. त्यामुळे ट्रँझिस्टरांचा विवर्धकांकरिता फार मोठ्या प्रमाणात उपयोग होऊ लागला आहे. ट्रँझिस्टर ही विद्युत्‌ प्रवाह संवेदनशील प्रयुक्ती असल्यामुळे तिचे गुणधर्म, कार्य, मंडलातील योजना इ. गोष्टी नलिकेपेक्षा बऱ्याच वेगळ्या असतात. विवर्धकांकरिता सामान्यपणे जे संधि-ट्रँझिस्टर वापरण्यात येतात ते विशिष्ट अर्धसंवाहक (धातू व निरोधक पदार्थ यांच्या दरम्यान ज्यांची विद्युत् संवाहकता आहे अशा) द्रव्यांचे एकमेकांवर तीन सपाट थर तयार करून बनविलेले असतात. या तीन थरांना अनुक्रमे उत्सर्जक, पाया व संकलक अशी नावे आहेत. ज्या अर्धसंवाहकामध्ये मुख्य विद्युत् प्रवाह वाहक इलेक्ट्रॉन असतात त्यास n प्रकारचा अर्धसंवाहक व ज्याच्यामध्ये मुख्यत्वेकरून धन विद्युत् भार असलेल्या पोकळ्या हे कार्य करतात त्यास p प्रकारचा अर्धसंवाहक असे म्हणतात [→अर्धसंवाहक]. जर्मेनियम किंवा सिलिकॉन या अर्धसंवाहक मूलद्रव्यांत योग्य भेसळद्रव्ये मिसळून त्याचे n किंवा p प्रकारात रूपांतर करता येते. पायाकरिता एक प्रकारचा अर्धसंवाहक वापरला असल्यास उत्सर्जक व संकलकाकरिता दुसऱ्या प्रकारच्या अर्धसंवाहकाची योजना करतात. संधि-ट्रँझिस्टरामध्ये उत्सर्जक, पाया व संकलक अनुक्रमे n – p – n या प्रकारच्या अर्धसंवाहकांचे बनवलेले असतील, तर त्यास n – p – n ट्रँझिस्टर व हा क्रम p – n – p असा असल्यास त्यास p – n – p ट्रँझिस्टर म्हणतात. ट्रँझिस्टर ही तीन अग्री प्रयुक्ती आहे. आदान संकेत उत्सर्जकाकडून पायाकडे देऊन प्रदान संकेत संकलकाकडून पायाकडे जाऊ दिला, तर या जोडणीस समाईक (किंवा भूसंपर्कित) पाया जोडणी म्हणतात. प्रदान संकेत संकलकातून उत्सर्जकाकडे जाऊ दिला, तर त्यास समाईक (किंवा भूसंपर्कित) उत्सर्जक जोडणी व प्रदान संकेत उत्सर्जकाकडून संकलकाकडे जाऊ दिला, तर त्यास समाईक (किंवा भूसंपर्कित) संकलक जोडणी, असे म्हणतात. या निरनिराळ्या प्रकारच्या जोडणींची कल्पना आ. २१, २२ व २३ यांवरून येईल. तुलनेसाठी या आकृत्यांत उजवीकडे संबंधित नलिका मंडलही दाखविले आहे. आ. २० (अ) n – p – n मध्ये प्रकारच्या ट्रँझिस्टराचा विवर्धक म्हणून उपयोग करण्याकरिता आवश्यक अशी प्रत्यक्ष समाईक पाया जोडणी व त्याचे चिन्हांच्या साहाय्याने करण्यात येणारे मंडल प्रतिरूपण ही दाखविली आहेत. आ. २० (आ) मध्ये p – n – p प्रकारच्या ट्रँझिस्टकरिता लागणारी योजना दाखविली आहे, उत्सर्जकाच्या रेषेवर बाण काढून ट्रँझिस्टर प्रकाराचे स्पष्टीकरण कसे केले जाते हे या दोन आकृतींवरून दिसेल. p – n – p आणि n – p – n यांच्या मंडलामध्ये संकलक-पाया व उत्सर्जक-पाया यांवर लावलेल्या विद्युत् दाबांच्या दिशा उलट्या असतात हे लक्षात घेण्याजोगे आहे. कोणत्याही एका ट्रँझिस्टरमध्ये उत्सर्जक व पाया यांच्यावर लावलेल्या दाबाची दिशा, त्या विभागातील विद्युत् प्रवाह वाहकाच्या स्वरूपाप्रमाणे, विद्युत् प्रवाह वाहण्यास अनुकूल अशी ठेवण्यात येते. याउलट संकलक व पाया यांच्यावरील विद्युत् दाबाची दिशा प्रवाह संवहनास विरोधी अशी असते.

ट्रँझिस्टर वापरावयाचे तीन प्रकार व त्यांना समतुल्य असे नलिका वापरण्याचे तीन प्रकार आ. २१, २२ व २३ मध्ये दाखविले आहेत. या प्रकारच्या मंडलांचे विद्युत् गुणधर्म वेगवेगळे असतात. निर्वात नलिका विद्युत् दाब  संवेदनशील प्रयुक्ती असल्यामुळे त्यांच्या कार्याचे निश्चित वर्णन करण्यास विवर्धनांक (u) व पट्टिकारोध (rp) हे दोन प्रचल (निरनिराळी मूल्ये देता येणार्‍या स्थिर राशी) पुरेसे होतात. नलिकेच्या अभिलक्षण वक्रांपासून त्यांच्याविषयी पूर्ण माहिती मिळते. ट्रँझिस्टर प्रयुक्तीचे कार्य जास्त गुंतागुंतीचे आहे, त्यामुळे त्यांच्या मंडलाचे अभिकल्प (नवीन रचना) करण्यासाठी कमीतकमी चार प्रचल लागतात. या प्रचलांची मूल्ये व स्वरूप ट्रँझिस्टरच्या प्रकारांवर व त्यातून वाहणार्‍या विद्युत् प्रवाहावर अवलंबून असतातच, पण त्याशिवाय त्यांच्या जोडणीच्या प्रकाराप्रमाणेही त्यांच्यामध्ये बदल होतो. ही प्रयुक्ती विद्युत् प्रवाह संवेदनशील असल्यामुळे त्यायोगे होणार्‍या विद्युत् प्रवाह लाभांकाचे मूल्य विचारात घ्यावे लागते.

समाईक उत्सर्जक जोडणीमध्ये विद्युत् प्रवाह व दाब या दोहोंमध्ये होणारे विवर्धन उच्च मूल्याचे असते. प्रदान व आदान विद्युत् दाबांत १८०^०चे कलांतर असते. या जोडणीमध्ये आदान अग्र संरोध मध्यम मूल्याचा (अंदाजे एक सहस्र ओहम) व प्रदान संरोधही मध्यम मूल्याचा (सु. ५० सहस्र ओहम) असतो.

समाईक पाया जोडणीमध्ये याउलट विद्युत् प्रवाह लाभांक कमी प्रतीचा (< १) तर विद्युत् दाब लाभांक उच्च प्रतीचा (काही सहस्र) असतो. यामध्ये आदान अग्र संरोध खूप कमी (सु. ५० ओहम), तर प्रदान अग्र संरोध जास्त (१ दशलक्ष ओहम) असतो.

समाईक संकलक जोडणीमध्ये उच्च प्रतीचा विद्युत् प्रवाह लाभांक (सु. ५०), नीच प्रतीचा विद्युत् दाब लाभांक, जास्त मूल्याचा आदान अग्र संरोध (सु. ३०० सहस्र ओहम) व कमी मूल्याचा प्रदान अग्र संरोध (सु. ३०० ओहम) मिळतो.

समाईक उत्सर्जक जोडणीच्या चांगल्या गुणधर्मांमुळे या जोडणीचा विवर्धकाकरिता जास्त उपयोग करण्यात येतो. या प्रकारच्या विवर्धकाच्या अभिकल्पासाठी लागणारे प्रचल व त्यांच्या एका प्रातिनिधिक ट्रँझिस्टरसाठी असणारी सरासरी मूल्ये खाली दिली आहेत.

hie= १·५ सहस्र ओहम,		hre = ६·२५ × १०-४
hfe = ४९,		hoe = २५ × १०-६ म्हो.

येथे h हा एक संमिश्र प्रचल आहे h_ie= प्रदानाचा मंडलसंक्षेप केला असताना, समाईक उत्सर्जकाच्या स्थितीचा (विन्यासाचा) आदानरोध h_re = खंडित मंडलात अल्प संदेश असताना, समाईक उत्सर्जकावर उलट येणाऱ्या व स्थानांतरीत होणाऱ्या विद्युत् दाबांचे गुणोत्तर h_fe = संक्षेपित मंडलात अल्प संदेश असताना, समाईक उत्सर्जकातून पुढे जाणाऱ्या प्रवाहाचे स्थानांतरण-गुणोत्तर h_oe = आदान खंडित असताना, समाईक उत्सर्जकाच्या स्थितीची (विन्यासाची) प्रदान संवाहकता.

याट्रँझिस्टरच्या मंडलात भार म्हणून रोधक (R) वापरला असल्यास खालील अंदाजी सूत्रे वापरता येतात:

विद्युत् दाब लाभांक Av  =	– hfe
	Δh + hie/ R
विद्युत् प्रवाह लाभांक Ai  =		hfe
		1+ hoe/ R
आदान अग्र संरोध ≈ hie
प्रदान अग्र संरोध ≈		1
		hoe

येथे Δ h = h_ie h_oe – h_fe h_ie .

ट्रँझिस्टरचा कार्यबिंदू ठरविणे : यापुढील विवेचनाकरता p – n – p ट्रँझिस्टरचा वापर गृहीत धरला आहे.याचा कार्यबिंदू ठरविणे म्हणजे बाह्य संकेत नसताना एकदिश पाया विद्युत् प्रवाह I_b व संकलन उत्सर्जक यांमधील विद्युत् दाब V_CE यांची मूल्ये निश्चित करणे हे होय. ही मूल्ये ठरविताना निरनिराळ्या मूल्यांचा पाया विद्युत् प्रवाह वाहत असताना, ट्रँझिस्टरचा संकलक विद्युत् प्रवाह व V_CE हा विद्युत् दाब यांच्या अभिलक्षण वक्राचा आधार घेतात. ट्रँझिस्टर हा बहुतकरून त्याच्या रैखिक कार्यकक्षेत वापरला जातो. कार्यबिंदू ठरविताना काही आडाखे वापरतात. ते खाली दिले आहेत :

(१) पाया व उत्सर्जक यांमधील वर्चस् पात नगण्य आहे. उत्सर्जक हा नेहमी पायाच्या सापेक्ष थोडासा धन विद्युत् दाब पातळीवर राहिली पाहिजे. (२) V_CE चा संकलक विद्युत् प्रवाहावर होणारा परिणाम नगण्य आहे. (३) उत्सर्जक विद्युत् प्रवाह = संकलक विद्युत् प्रवाह + पाया विद्युत् प्रवाह ≈ संकलक विद्युत् प्रवाह.

निर्वात नलिका मंडलात ज्याप्रमाणे ‘निज-अवपात’ पद्धतीने जालकाग्र विद्युत् दाब मिळवितात तशाच पद्धतीने ट्रँझिस्टरमध्ये संकेतपूर्व पाया विद्युत् प्रवाहI_b मिळवितात. अशा तर्‍हेने मिळविलेल्या पाया विद्युत् प्रवाहाने निश्चित केलेल्या कार्यबिंदूला स्थैर्य नसते. याकरिता अवपातनिर्मितीबरोबरच विद्युत् दाब किंवा प्रवाह पुन:प्रदाय क्रिया सिद्ध होईल, अशी व्यवस्था करतात.या परिस्थितीत ट्रँझिस्टरचा कार्यबिंदू पूर्णपणे स्थिर रहात नसून तो काही प्रमाणात बदलता असतो, हे स्पष्ट आहे. अवपात मिळविण्याकरिता अनेक मंडले उपलब्ध आहेत. त्यांपैकी फक्त दोन प्रातिनिधिक योजना आ. २४ मध्ये दाखविल्या आहेत.

ट्रँझिस्टर वापरून बनविलेल्या विवर्धकांचे मुख्य प्रकार आ. २५ ते २८ मध्ये दाखविले आहेत. काही मंडलांमध्ये वापरलेल्या घटकांची प्रत्यक्ष मूल्येही अधिक माहितीकरता दाखविली आहेत. ही मूल्ये अर्थातच वापरलेल्या ट्रँझिस्टरच्या गुणधर्मांवर अवलंबून राहतात. या विवर्धकांत स्थैर्य आणण्याकरता पुन:प्रदाय मंडलांचाही समावेश केलेला आहे.

संदर्भ : 1. Gray, T. S. Applied Electronics, New York, 1961.

2. Kloeffler, R. G. and others, Basic Electronics, New York, 1968.

3. Millman, J.; Halkias, C. C. Electronic Devices and Circuits, New York, 1967.

4. Ryder, J. D. Engineering Electronics, New York, 1962.

5. Turner, R. P. Transistors : Theory and Practice, 1966.

6. General Electric Transistor Manual

 चिपळोणकर, व. त्रिं.