Amplificatoare Operaționale

Se numeste amplificator operational (integrat) un circuit integrat monolitic care contine tranzistoare, rezistoare si condensatoare si are:

- o amplificare in tensiune foarte mare, in regiunea liniara de functionare,

- o rezistenta de intrare foarte mare,

- o rezistenta de iesire foarte mica.

Amplificatoarele operationale integrate (notate prescurtat A0) sunt componente universale de circuit, cu ajutorul carora se poate realiza o diversitate extrem de mare de aplicatii liniare si neliniare.Denumirea de ,,operationale" are nimai o justificare istorica, fiind motivata de faptul ca sirmele de acest tip au fost folosite pentru realizarea unor operatii matematice (adunare, integrare in raport cu timpul etc.) asupra tensiunilor electrice in calculatoarele electronice analogice (acele amplificatoare nu rerau insa realizate sub forma integrata si nici macar nu foloseau tranzistoare, ci tuburi electrice cu vid).

In ciuda faptului ca poate contine pina la citeva zeci de microstructuri, un AO nu costa mai mult decat un tranzistor de putere medie.

Fig.1.1.Schema bloc aunui AO:

Fig.1.2.Simbolul geometric a unui AO:

In timp ce o tensiune Vn aplicata la intrarea inversoare apare amplificata si cu semn schimbat. Expresia generala a tensiunii de iesire este:

Vo = A(Vp-Vn) (1.1)

Observatii:

1.Proprietatile intrarilor inversoare si neinversoare de a inversa semnul tensiunii, respectiv de a-l pastra neschimbat decurg din modul in care este constituit AO.

2.Semnele minus si plus notate in dreptul bornelor de intrare nu au nici o legatura cu semnele (polaritati) tensiunilor Vp si Vn; oricare din aceste tensiuni poate fi pozitiva sau negativa.

Schema completa de conectare a unui AO este aratata in figura 1.3. Atragem atentia ca majoritatea AO nu au borna de masa; de aceea,folosirea unui simbol cu borna de masa este in general gresita.

Fig.1.3.Schema completa de conectare a unui AO:

2.PROPRIETATI

Ideal ar fi de dorit ca amplificatorul operational s-a fi descris de expresia (1.1.) in care amplificarea A sa depinda de frecventa conform unei functii bine definite, adica independentii de marimea semnului, de timp si de temperatura, si care sa fie identica pentru amplificatoare de aceeasi categorie.Ar fi de asemenea de dorit ca expresia 1.1 sa fie respectata intocmai:

V(ies) trebui sa fie zero daca Vo = Vn indiferent cat de mari sunt acestea.

In realitate, amplificarea A depinde de marimea semnului, de timp, de temperatura, de tensiunea sursei de alimentare si variaza de la un amplificator la altul, uneori chiar si De asemenea amplificatoarele operationale au o tensiune de dezechilibru de intrare (tensiune offset) diferenta de zero (de obicei de cativa milivolti), care se adauga la Vp-Vn si variaza cu temperatura si de la un amplificator la altul.

Exemplu: Un amplificator operational are o amplificare in curent continuu Au =1000 si o tensiune de dezechilibru de intrare maxima V(off)=?2nV. Prin urmare, tensiunea de iesire pentru tensiuni