Amplificador Operacional

AmpOp 

Aproximadamente 1/3 dos CI’s lineares são Amplificadores Operacionais (AmpOp). Isso
decorre da necessidade de se ter um circuito amplificador de fácil construção e controle, e de boa
qualidade.
Os Amp Op são amplificadores que trabalham com tensão contínua tão bem como com
tensão alternada. As suas principais características são:

• Alta impedância de entrada
• Baixa impedância de saída
• Alto ganho
• Possibilidade de operar como amplificador diferencial

Características AmpOp 

Ganho a: ideal infinita. Na prática, são usados valores na ordem dos 200 000.

Impedância de entrada: ideal infinita. Na prática, valores são possíveis valores na ordem dos 10 MΩ (significa que o amplificador não consome corrente pelas entradas).

Impedância de saída: ideal nula. Na prática, são usados valores na ordem dos 75 Ω, o que significa uma ausência de queda de tensão interna na saída.

Resposta de frequência: ideal de 0 ao infinito. Na prática escolhem-se tipos com resposta bastante acima da frequência na qual irão operar para dar uma aproximação do ideal.

Relação de rejeição em modo comum: este parâmetro provavelmente é mais conhecido pela sigla inglesa CMRR (common mode rejection ratio). Conforme igualdade I.1, um amplificador operacional ideal tem saída nula se as entradas são iguais. Nos circuitos práticos, há sempre uma pequena saída com as entradas iguais, condição esta chamada de modo comum. A condição usual, isto é, com tensões de entrada diferentes, é chamada modo diferencial. E o parâmetro é dado pela relação, expressa em decibéis, dos ganhos em ambas condições CMRR = 20 log (ganho modo diferencial / ganho modo comum). Um circuito ideal teria CMRR infinito.

Símbolo

Um amplificador analógico é sempre representado como um triângulo em que um dos vértices é a
saída. O desenho abaixo mostra o diagrama esquemático de um Amplificador Operacional com
seu modelo mais usual.

 Amplificador Diferençal

 

 

 

 

A figura ao lado representa o circuito de entrada de um
amplificador operacional, este circuito é conhecido
como Amplificador Diferença, devido ao facto da
tensão de saída Vsaída ser diretamente proporcional à
diferença entre as tensões de entrada (V1 – V2).
Idealmente os transistores T1 e T2 são idênticos, tal
como os dois resistores de colector, o que faz a tensão
de saída ser igual a zero, quando V1=V2.

Amplificador Operacional com uma Saída

Se for utilizado somente um dos terminais de saída, o
resistor de coletor do outro transistor pode ser retirado,
uma vez que este passa a trabalhar como seguidor de
emissor. Então a tensão de saída deverá ser medida em
relação ao potencial de zero volts, mas continua sendo
proporcional à diferença V1 – V2.
Além disso, basta ligar ao potencial de zero volts uma
das entradas, para que o amplificador diferença
funcione como um amplificador de uma entrada e uma
saída apenas.

  Para um 741, Av = 100.000 ; Ro = 75 Ohm.

Av = Ganho de tensão diferencial:

Normalmente dado em dB (deciBeis). Para um 741, Av = 100 dB.
Para calcular o ganho de tensão em dB basta fazer: Av(dB) = 20 log |Av|, que no caso do
741, será Av(dB) = 20 log 100000 = 20 log 10⁵ = 20 * 5 log 10 = 100

Rin = Resistência de entrada.
Entradas com TJB: Rin = 1MOhm

Entradas com FET: Rin = 10¹²Ohm

Ro = Resistência de saída
Normalmente Ro = 100 Ohm. O valor ideal para Ro seria 0 Ohm, mas traria problemas para o CI
quando ocorresse curto-circuito na saída.
CMRR = Razão de Rejeição de Modo Comum

Vos = Tensão de Off-Set. Compensação das diferenças entre as tensões Vbe dos transistores de
entrada
SR = Slew Rate. Taxa de inclinação (variação). É a taxa máxima de variação da tensão de saída
para uma variação em degrau na entrada
BP = Banda Passante. É a faixa de freqüências para a qual o ganho do amplificador é igual ou
menor que 1/raiz 2 do ganho nominal ou em freqüências médias. Para o 741, sem
realimentação, BP = 10Hz. Com realimentação negativa, o ganho nominal diminui, mas a
BP aumenta.
f_unidade = é a freqüência para a qual o ganho do amplificador não realimentado é igual a 1, ou seja
igual a 0 dB.

Cálculos Online para AmpOp