15. L'amplificador operatiu

L’amplificador operatiu és un circuit electrònic compost internament per múltiples etapes de transistors connectats per aconseguir un circuit d’amplificador de tensió diferencial, un guany elevat i el més ideal possible.

Símbol d'amplificador operatiu ideal.

Un amplificador operatiu té ** dues entrades ** diferencials indicats amb el `` `` `` `` `` `` `` `` `` `` `` `` `` i ** una sortida ** a la punta del triangle.

Els ** amplificadors operatius reals ** A més, tenen dos terminals d’alimentació per als quals assoleixen la tensió positiva i la tensió negativa, necessàries perquè el circuit intern funcioni.

Terminals d’amplificadors d’operació reial:

• Terminal d’entrada negativa.
• Terminal d’entrada positiu.
• Terminal de sortida.
• Terminal d’alimentació positiva.
• Terminal d’alimentació negativa.

Operació

L’amplificador amplifica la diferència entre els terminals d’entrada + i `` . Si l’entrada positiva ``+` té una tensió superior a l’entrada negativa `` ``, la sortida tindrà una tensió positiva.

Per contra, si l’entrada negativa `` `` té una tensió superior a l'entrada positiva +, la sortida tindrà una tensió negativa.

Normalment, la diferència en la tensió d’entrada es multiplica a la sortida per desenes o centenars de milers de vegades la tensió d’entrada. Això significa que el guany de tensió és molt elevat.

El corrent absorbit per les entrades de l'amplificador és tan baix que a la pràctica es pot considerar, ja que val la pena zero. Això vol dir que ** La resistència a l’entrada és molt alta ** perquè no absorbeix el corrent.

El corrent de sortida pot ser relativament alt sense canviar la tensió de sortida. Això significa que ** La resistència a la sortida és molt baixa **.

Avantatges

Es tracta d’un circuit àmpliament utilitzat perquè proporciona molts avantatges respecte als transistors individuals:

• Tots els seus transistors interns incorporen polarització, de manera que difícilment és necessari afegir resistències.
• Obteniu un guany de tensió molt elevat (desenes o centenars de milers).
• El corrent d’entrada és tan baix que es pot considerar igual a zero. Això facilita els càlculs i que les entrades d’amplificadors operatius no afecten la resta del circuit.
• Té una sortida push-pull que proporciona un corrent relativament elevat tant positiu com negatiu.
• El corrent de sortida és limitat perquè el circuit no es cremi.

Com a ** desavantatge ** Es pot dir que la velocitat dels amplificadors operatius és inferior a la dels transistors individuals, però això no representa un problema en la majoria de les aplicacions de baixa freqüència.

Simulació

A continuació, podeu veure una simulació d’un amplificador operatiu real (LM324) alimentat en les entrades amb dues tensions molt similars. En aquest circuit, l'amplificador funciona com a comparador.

Quan es modifica el valor de resistència, la tensió d’entrada positiva canvia i podreu veure com l’operació s’encén i extingeix el LED verd de la sortida.

Exercicis

1. Dibuixa el símbol d’un amplificador operatiu ideal.

2. Quants terminals té un amplificador operatiu real? Per a què serveix cadascun?

3. Expliqueu amb les vostres paraules el funcionament d’un amplificador operatiu.

4. Quins avantatges té un amplificador operatiu contra els transistors?

   I quin desavantatge té?

5. Modifiqueu la resistència variable del simulador i escriviu amb quina tensió d’entrada + L'amplificador operatiu comença a activar -se i amb quina tensió d'entrada ``