Aula 11 - Amplificador Operacional - Princípios de Eletrônica 2013 - Parte 1

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04/06/2013

SEL – 0203 Princípios de Eletrônica

Amplificador Operacional

Professor: João Bosco A. London Junior E-mail: [email protected]

Amplificador Operacional Um amplificador diferencial com as seguintes




características: ganho muito alto; impedância de entrada muito alta; e baixa impedância de saída

Amplificador Operacional


Aplicações: Sistemas eletrônicos de bordo, controle industrial, instrumentação industrial, nos equipamentos de áudio, nos sistemas de aquisição de dados, etc.

Um dos CIs mais usados e versáteis da




atualidade 

Fácil emprego, não requer cálculos cansativos e ajustes para a sua polarização (ao contrário dos TBJs)

1

04/06/2013

Amplificador Operacional


Terminologia e Símbolo

Amplificador Operacional


Um triângulo apontando no sentido do fluxo do sinal

Terminologia e Símbolo Um triângulo apontando no sentido do fluxo do sinal

+Vcc – Terminal da tensão de alimentação (+) (≅ +15Volts)

Terminal da Entrada Inversora

VN

Terminal da Entrada Não Inversora VP

-

VS - Terminal de Saída

+Vcc – Terminal da tensão de alimentação (+) (≅ +15Volts)

Terminal da Entrada Inversora

VN

-

Terminal da Entrada Não Inversora VP

+

VS - Terminal de Saída

+

- Vcc – Terminal da tensão de alimentação (-) (≅-15Volts)

- Vcc – Terminal da tensão de alimentação (-) (≅-15Volts)

Alimentação: Tensões simétricas

Amplificador Operacional


Terminologia e Símbolo

Amplificador Operacional


Um triângulo apontando no sentido do fluxo do sinal +Vcc – Terminal da tensão de alimentação (+) (≅ +15Volts)

Terminologia e Símbolo Um triângulo apontando no sentido do fluxo do sinal

Terminal da Entrada Inversora

VN

Terminal da Entrada Não Inversora VP Terminal da Entrada Inversora

VN

Terminal da Entrada Não Inversora VP

-

VS - Terminal de Saída

Normalmente os terminais de alimentação não são mostrados (implícitos)

VS - Terminal de Saída

+

AVO – Ganho de tensão de malha aberta

+

- Vcc – Terminal da tensão de alimentação (-) (≅-15Volts)

-

Alguns dos Parâmetros do AOP

AVF – Ganho de tensão de malha fechada ri(Ri) – Impedância diferencial interna de entrada r0 (R0) – Impedância interna de saída VD – Tensão diferencial de entrada (VD = VP – VN)

2

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Amplificador Operacional





Circuito Equivalente VN

Circuito Interno

ri

VP

Amplificador Operacional

AV0.VD ~

r0

VS

+

Amplificador Operacional





Circuito Equivalente VN

Pinagem (µA 741) Os AOPs apresentam pelo menos 8 terminais

Encapsulamento Metálico (Plano)

ri

Amplificador Operacional

AV0.VD ~

r0

8

7

6

5

VS

1 e 5 – Balanceamento do AOP (ajuste de OFFSET) 2 – Entrada Inversora 3 – Entrada Não Inversora

VP

4 – Alimentação Negativa

+

7 – Alimentação Positiva 1 Chanfro

2

3

4

6 – Saída 8 – não possui conexão

3

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Amplificador Operacional


Pinagem (µA 741)

Amplificador Operacional


Os AOPs apresentam pelo menos 8 terminais Encapsulamento Metálico (Plano)

Pinagem (µA 741) Os AOPs apresentam pelo menos 8 terminais

Encapsulamento Metálico (Plano) 1 e 5 – Balanceamento do AOP (ajuste de OFFSET)

8

7

2

-

3

+ 4

2 – Entrada Inversora 6 1

5

3 – Entrada Não Inversora 4 – Alimentação Negativa 7 – Alimentação Positiva

1 e 5 – Balanceamento do AOP (ajuste de OFFSET)

8

7

2

-

3

+ 4

6 – Saída

2 – Entrada Inversora 3 – Entrada Não Inversora

6 1

4 – Alimentação Negativa 7 – Alimentação Positiva

5

6 – Saída

8 – não possui conexão

8 – não possui conexão

Amplificador Operacional


Tensão de OFFSET de Saída





Pelo fato de os transistores internos do AOP não serem idênticos, aparece um “desbalanceamento” interno do qual resulta uma tensão na saída, denominada tensão de OFFSET de saída, mesmo quando as entradas são aterradas Para corrigir esse “desbalanceamento” o AOP 741 (351) apresenta os pinos 1 e 5 (potenciômetro conectado entre os pinos 1, 5 e 4)

Amplificador Operacional


Tensão de OFFSET de Saída


Para corrigir esse “desbalanceamento” o AOP 741 (351) apresenta os pinos 1 e 5 (potenciômetro conectado entre os pinos 1, 5 e 4) 8

2

-

3

+

7 6 5

4 1

• Para os AOPs que não possuem os pinos de ajuste de OFFSET, tal ajuste é feito por um circuito externo

4

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Amplificador Operacional


Amplificador Operacional

Tensão de OFFSET de Saída








A importância do ajuste de OFFSET está nas aplicações onde se trabalham com pequenos sinais Exemplo: Instrumentação nuclear, medicina (bioeletrônica), etc

petroquímica,

Características de um Operacional


Resistências de Entrada e Saída r0

RFE

eletro-

ri

VE ~

Fonte

IL

V0 ~

RL

Amplificador

Carga

Analisando o Circuito Fonte - Amplificador

Vri =

Amplificador Operacional


Características de um Operacional


ri

VE ~

Fonte

V0 ~

Amplificador

Vri = VE

Características de um Operacional


r0

RFE

ri → ∞,

Amplificador Operacional


Resistências de Entrada e Saída

Quanto maior ri em relação à RFE, maior será a porção de VE sobre ri

ri ⋅ VE ( ri + RFE )

Resistências de Entrada e Saída

IL

r0

RFE RL

Carga

ri

VE ~

Fonte

V0 ~

Amplificador

IL RL

Carga

Analisando o Circuito Amplificador - Carga Para minimizar a atenuação do sinal a ser amplificado é necessário que a resistência de entrada do amplificador seja muito alta Idealmente 

ri → ∞

VRL = V0 − I L ⋅ r0

Para maximizar o sinal de saída, sobre a carga, é necessário que r0 seja muito baixa (idealmente nula)

5

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Amplificador Operacional


Características de um Operacional


Amplificador Operacional


Características de um Operacional

Resistências de Entrada e Saída

ri

VE ~




r0

RFE

- AV0 deve ser alto (idealmente infinito). Isto para tornar viável a amplificação de sinais de baixa amplitude como, por exemplo, sinais provenientes de transdutores e sensores - Para o 741: AV0 ≅ 105

V0 ~

RL


Fonte

Amplificador

Ganho de Tensão de Malha Aberta (AV0)

IL

Resposta em freqüência - É necessário que um AOP tenha largura de faixa (LF) muito ampla de modo que um sinal de qualquer freqüência possa ser amplificado sem sofrer corte ou atenuação (idealmente LF deveria se estender desde zero (CC) a infinitos hertz)

Carga

Na verdade isso não acontece

Analisando o Circuito Amplificador - Carga

VRL = V0 − I L ⋅ r0

- A relação entre o ganho de malha aberta com a freqüência do sinal de entrada é dada pela chamada Curva de Resposta de Malha Aberta

r0 = 0 ( Ideal ) V RL = V 0

Amplificador Operacional


Características de um Operacional


Curva de Resposta de Malha Aberta

Amplificador Operacional


Características de um Operacional


Curva de Resposta de Malha Aberta

Largura Faixa (BW)

de

≅ 5 Hz

6

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Amplificador Operacional


Características de um Operacional


Amplificador Operacional


Curva de Resposta de Malha Aberta

Características de um Operacional


Curva de Resposta de Malha Aberta fc ≅ 5Hz (Freq. de corte – o sinal de entrada sofre uma atenuação maior que -3dB)

Atenuação de 20dB / década ∆ freq. = 10 x

Freq. de ganho unitário = 1MHz

∆ AV0 = 20dB

AV0(dB) = 0 dB  AVO(AD)=1

Amplificador Operacional


Características de um Operacional





Curva de Resposta de Malha Aberta

AV 0 ( Ad ) =

V0 Vi

AV 0 ( Ad ) = 10 n

, ⇒

Ad = volts

volts

AV 0 (dB) = 20 ⋅ n

AV 0 ( dB ) = 20 log AV 0 ( Ad )

Amplificador Operacional Características de um Operacional


( Ad = adimensional )

Sensibilidade à Temperatura (DRIFT) Idealmente não deveria apresentar sensibilidade às variações de temperatura. Mas as variações podem provocar alteração nas características elétricas de um AOP

∆I ηA = ∆t °C

∆V µV = ∆t °C

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Amplificador Operacional


Características de um Operacional


Amplificador Operacional


Saturação

Características de um Operacional


Saturação

- Quando um AOP, trabalhando em qualquer um dos três modos de operação, atinge na saída um nível de tensão fixo, a partir do qual não se pode mais variar sua amplitude, dizemos que o AOP atingiu a saturação

- Quando um AOP, trabalhando em qualquer um dos três modos de operação, atinge na saída um nível de tensão fixo, a partir do qual não se pode mais variar sua amplitude, dizemos que o AOP atingiu a saturação

V0 (esperado)

V0 (obtido)

+Vsat

+Vsat

-Vsat

-Vsat

Amplificador Operacional


Características de um Operacional


Amplificador Operacional


Modos de Operação do AOP Basicamente o AOP trabalha em três modos:

Saturação - Quando um AOP, trabalhando em qualquer um dos três modos de operação, atinge na saída um nível de tensão fixo, a partir do qual não se pode mais variar sua amplitude, dizemos que o AOP atingiu a saturação

1. Sem Realimentação 2. Com Realimentação Positiva 3. Com Realimentação Negativa

V0 (obtido) +Vsat -Vsat

|Vsat| = Valimentação

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Amplificador Operacional


Modos de Operação do AOP

Amplificador Operacional


Basicamente o AOP trabalha em três modos: 1. Sem Realimentação 2. Com Realimentação Positiva 3. Com Realimentação Negativa

Modos de Operação do AOP 1. Sem Realimentação – operação em malha aberta e o ganho do circuito é estipulado pelo fabricante, ou seja, não se tem controle sobre o mesmo
Aplicações: Circuitos comparadores (não é uma aplicação linear)

Sem controle sobre o ganho do circuito – Qq diferença de tensão nas entradas leva a saída p/ Saturação Trabalha como Amplificador (aplicação linear)

Vi

+

V0

Vo = AV 0 ⋅ VD = AV 0 ⋅ (V + − V − ) = AV 0 ⋅ (0 − V − ) - Vai para Saturação (-Vsat se Vi > 0)

Amplificador Operacional


Modos de Operação do AOP

Amplificador Operacional


2. Com Realimentação Positiva – operação em malha fechada, mas ainda não se tem controle sobre o ganho do circuito
Aplicações: Circuitos osciladores e comparadores (não é uma aplicação linear) Rf

Modos de Operação do AOP 3. Com Realimentação Negativa – é o modo de operação mais importante em circuitos com AOP
Trabalha como Amplificador Rf

Vi

R1

+ -

V0

Vi

R1

+

V0

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Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Modos de Operação do AOP 3. Com Realimentação Negativa – é o modo de operação mais importante em circuitos com AOP  A resposta é linear e o ganho em malha fechada (AVF) pode ser controlado pelo projetista  Aplicações (são inúmeras):




• • • • • • • •




•

Válido apenas negativa

Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual




realimentação

ri ⇒ ∞

I2

a IB1

R1

com

Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

AOP Ideal:

V1

circuitos

Amplificador Operacional

Modelo de um AOP Real I1

para

Amplificador Inversor Amplificador Não Inversor Somador Seguidor de Tensão Amplificador Diferencial Diferenciador Integrador Filtros Analógicos Ativos

Amplificador Operacional


Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

R2

A impedância de entrada infinita impede que tenhamos “I” entrando nos terminais inversor e não inversor. Assim:

ri

VD

AV0.VD -+

AV0 ⇒ ∞

r0

V0

IB1=IB2=0

IB2

V2 R1

+

b R2

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Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual




Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual




ri ⇒ ∞ AOP Ideal: I2

I1

V1

a IB1 = 0

R1

R2

ri

VD

AV0.VD -+

r0

V0

AV0 ⇒ ∞

- IB1 e IB2 são chamadas de corrente de polarização das entradas. O fabricante fornece o valor da corrente de polarização de entrada (Input Bias), que é a média das correntes IB1 e IB2:

IB2 = 0

V2 R1

IB = (IB1 + IB 2)

+

b

2

R2

Amplificador Operacional


Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

Amplificador Operacional


Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

Lei de Kirchhoff para o nó a I2

I1

V1

a IB1 = 0

R1

R2

ri

VD

AV0.VD -+

r0

V0

IB2 = 0

V2 R1

+

b R2

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Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

Lei de Kirchhoff para o nó a

V 1 − Va R1 P / I 2 : AV 0 ⋅ VD − r0 .I 2 − R 2.I 2 = Va

I1 =

I1 + I 2 = IB1 = 0 Logo:

A ⋅ VD − Va I2 = V0 r0 + R 2

Amplificador Operacional Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual




Lei de Kirchhoff para o nó a

V 1 − Va AV 0 .Vb − AV 0 .Va − Va + =0 R1 r0 + R 2 V 1.r0 + V 1.R 2 − Va.r0 − Va.R 2 + AV 0 .Vb.R1 − AV 0 .Va.R1 − Va.R1 = 0 Vb =

AV0 ⇒ ∞ (calculando no limite)

V 1 − Va AV 0 .VD − Va + =0 R1 r0 + R 2

Fazendo: VD = Vb - Va

Vb = Va | AV 0 →∞

Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

(1)

Nota: Esse resultado só é possível em razão da realimentação negativa aplicada ao circuito, que tende a igualar os potenciais dos pontos “a” e “b”, quando o ganho em malha aberta tende a infinito

Amplificador Operacional


Va ( AV 0 .R1 + r0 + R1 + R 2) − V 1(r0 + R 2) AV 0 .R1

Amplificador Operacional


Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

Lei de Kirchhoff para o nó a

Vb = Va | AV 0 →∞

(1)

- A equação (1) nos diz que a diferença de potencial entre “a” e “b” é nula, independentemente dos valores de V1 e V2. Devido a esse fato, dizemos que entre os terminais não inversor e inversor de um AOP realimentado negativamente existe um Curto-Circuito Virtual - O termo virtual é porque o curto-circuito existe como propriedade, mais não é real, pois, em um curto real temos: V = 0 e I ≠ 0, mas neste caso temos: V = 0 e I = 0

I2

I1

V1

a IB1 = 0

R1

R2

ri

VD

AV0.VD -+

r0

V0

IB2 = 0

V2 R1

+

b R2

12

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Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual




Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual




Lei de Kirchhoff para o nó a

Vb = Va | AV 0 →∞

(1)

-No caso particular de o terminal Não Inversor estar no terra, o potencial do terminal inversor será nulo como conseqüência da equação (1). A este fato denominamos Terra Virtual Vb = 0

I2

I1

V1

a IB1= 0

R1

R2

ri

VD

 Terra Virtua  Va = 0

AV0.VD -+

r0

V0

IB2 = 0

V2 R1

+

b R2

Amplificador Operacional


Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

I2

I1

V1

Amplificador Operacional

a IB1= 0

R1




R2

- Circuitos com AOP em malha aberta ou com realimentação positiva (exclusivamente) não apresentam as propriedades de Curto-circuito Virtual e Terra Virtual

ri

VD

AV0.VD -+

Conceito de Curto Circuito Virtual e Terra Virtual

r0

V0

IB2 = 0

b

+

Va = Vb = 0

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Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Inversor - Vamos analisar o circuito para obter a expressão para o Ganho de malha fechada (Avf= V0 / Vi): Lei de Kirchhoff - nó a: R

- Vamos considerar o AOP ideal (Curto Circuito e Terra Virtual) – resultados são satisfatórios - Amplificador Inversor – Inversor porque o sinal de saída estará 180° defasado em relação ao sinal de entrada (CC – polaridade contrária)

f

I1 + If = IB1 ⇒ IB1 = 0( Ideal ) Logo :

If

R1

Rf If

R1 I1

Vi

VD

I1

a

IB1

VD

b

b

Vi

+

IB2

+

IB2

V0

Vi − Va V 0 − Va + =0 R1 Rf CC e Terra Virtual ⇒ Va = 0 Assim :

V0

Amplificador Operacional


IB1

a

Vi V 0 V0 Rf + = 0 ⇒ Avf = =− R1 Rf Vi R1

Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Inversor

- Amplificador Inversor

- Vamos analisar o circuito para obter a expressão para o Ganho de malha fechada (Avf= V0 / Vi):

Nota: Uma desvantagem desse circuito é que sua impedância de entrada (zi), vista pela fonte Vi, é igual ao próprio valor de R1

Avf =

Rf

V0 Rf =− Vi R1

Nota: Verifica-se que se torna possível controlar o ganho em malha fechada através do circuito de realimentação negativa (Rf) Nota: O sinal negativo indica o defasamento de 180° do sinal de saída em relação ao sinal de entrada

If

R1 I1

Vi

a

IB1

VD

b IB2

+

zi =

V Vi − Va = = R1 I I1

V0

Nota: Uma desvantagem desse circuito é que sua impedância de entrada (zi), vista pela fonte Vi, é igual ao próprio valor de R1

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Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída

- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída

Rf

Rf

If

R1

a

If IB1

VD

I1

b

R1

+

IB2

Vi

a

V0

b

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

I1

Vi

a

IB1

VD

b

IB2

Va = Vi ⇒ Curto V0

Circuito

Rf

If

I 1 + If = IB1 ⇒ IB1 = 0( Ideal ) 0 − Va V 0 − Va + =0 R1 Rf

+

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída - Vamos analisar o circuito para obter a expressão para o Ganho de malha fechada (Avf= V0 / Vi): Lei de Kirchhoff - nó a:

Rf

R1

V0

Amplificador Operacional

- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída - Vamos analisar o circuito para obter a expressão para o Ganho de malha fechada (Avf= V0 / Vi): Lei de Kirchhoff - nó a: If

+

IB2

Vi

Amplificador Operacional


IB1

VD

I1

R1 I1

Virtual Vi

a

IB1

VD

b

IB2

+

V0

0 − Vi V 0 − Vi + =0 R1 Rf − Vi.Rf + V 0.R1 − Vi.R1 = 0 Vo.R1 = Vi.( R1 + Rf ) Avf =

V 0 R1 + Rf  Rf  = = 1 +  Vi R1 R1  

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Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




Avf =

Vi

=

R1

- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída Nota: Ao contrário do circuito Inversor, a impedância do circuito Não Inversor não é dada pela resistência R1 (a fonte está ligada diretamente no terminal não inversor). Rf O valor dessa Impedância é:

  = 1 +  R1  

Nota: Ganho pode ser controlado Nota: Ao contrário do circuito Inversor, a impedância de entrada do circuito Não Inversor não é dada pela resistência R1 (a fonte está ligada diretamente no terminal não inversor).

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída V 0 R1 + Rf Rf

If

R1

a

zi = IB1

VD

I1

b

Vi

+

Vi Vi Vi.ri = = IB2 VD VD ri

Temos :

V0

IB2

Logo :

V 0 = VD. AV 0 ⇒ VD = V 0 Zi =

Temos : zi =

Amplificador Operacional Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Não Inversor – não apresenta defasamento do sinal de saída Nota: Ao contrário do circuito Inversor, a impedância do circuito Não Inversor não é dada pela resistência R1 (a fonte está ligada diretamente no terminal não inversor). Rf O valor dessa Impedância é:

1 zi = . AV 0 .ri Avf

If

R1 I1

Vi

a

IB1

VD

b

IB2

+

V0

- Idealmente: zi ⇒ ∞, pois, “AV0 ⇒ ∞” e “ri ⇒ ∞”

AV 0

Vi.ri Vi = . AV 0 .ri ⇒ Avf = V 0 Vi V0 V0 AV 0 1 . AV 0 .ri Avf

Amplificador Operacional


Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Amplificador Somador Inversor – amplificador inversor com várias entradas no qual a tensão de saída é a soma das tensões de entrada, sofrendo amplificação pelo ganho de tensão do circuito

V1 V2 V3

R1

Rf

I1 If

R2 R3

I2

I3

a

IB1

VD

b

+

IB2 V0

16

04/06/2013

Amplificador Operacional


Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Amplificador Somador Inversor V1 V2 V3

R1

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Amplificador Somador Inversor Rf

I1

R2 R3

I2

a

IB1

VD

b

I3

V0

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

V2 V3

R1

If

R2 R3

I2

a

IB1

VD I3

b

I 1 + I 2 + I 3 + If = 0

+

IB2 V0

Ganho

 Rf  Avf = 1 +  R1  

If

R1

IB2

I1

( IB1 = 0)

V 1 − Va V 2 − Va V 3 − Va V 0 − Va + + + = 0 → Va = 0 (CC e Terra Virtual) R1 R2 R3 Rf

Conhecido ponderado

b

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




V0

 V1 V 2 V 3  V 0 = − Rf . + +   R1 R 2 R3 

I3

Amplificador Não Inversor Rf

+

Lei de Kirchhoff - nó a:

IB1

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário

Rf

I1

a VD

Amplificador Operacional

- Amplificador Somador Inversor V1

R3

I2

Lei de Kirchhoff - nó a:

Amplificador Operacional


R2

V3

IB2

Rf

I1 If

V2

+

Lei de Kirchhoff - nó a:

R1

V1

If

também

como

Vi

a

IB1

VD

b

IB2

+ V0

somador

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04/06/2013

Amplificador Operacional Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ ) Amplificador Não Inversor Rf

 Rf  Avf = 1 +  R1  

I1

a

IB1

VD

b

+

Amplificador Não Inversor Rf = 0 R 1= ∞

V0

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ )

Avf = 1 + Vi

IB1

b

Vi

Amplificador Operacional


a VD

IB2

Vi

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa




- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ )

Ganho

If

R1

Amplificador Operacional

V0

- O sinal de saída terá o mesmo valor que o sinal de entrada e não será invertido (ou defasado)

Ganho

 Rf  Avf = 1 +  R1   0  Avf = 1 +   ∞ Avf = 1

+

IB2

V0

Amplificador Operacional


Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ ) -

Avf = 1

Propriedades:

1. Ganho unitário de tensão, sem inversão de fase ou de polaridade 2. Elevada impedância de entrada (vista pela fonte Vi) Vi

+ V0

18

04/06/2013

Amplificador Operacional


Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ ) -

Avf = 1

Propriedades:

2. Elevada impedância (vista pela fonte Vi)

de

zi =

zi =

Avf = 1

Propriedades: de

Amp. Ñ-Inversor:

z0 = 1+

Amp. Seguidor de Tensão (AVF = 1)

r0 AV 0

AVF

z0 =

r0 1 + AV 0

V0

Vi

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ )

Avf = 1

Propriedades:

2. Elevada impedância (vista pela fonte Vi)

+ Vi




-

entrada

3. Baixa Impedância de Saída

AV 0 ⋅ ri AVF

Amplificador Operacional

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

2. Elevada impedância (vista pela fonte Vi)

+

zi ⇒ ∞

ri ⇒ ∞

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ ) -

entrada

Seguidor de Tensão

Amplificador Operacional


de

Para um Amp. Ñ-Inversor:

AV 0 ⇒ ∞

zi = AV 0 ⋅ ri

Avf = 1

Propriedades:

V0

Vi

Seguidor de Tensão

Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

2. Elevada impedância (vista pela fonte Vi)

+

AV 0 ⋅ ri AVF

AVF = 1

-

entrada

Para um Amp. Ñ-Inversor:




- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ )

de

entrada

+

3. Baixa Impedância de Saída V0

z0 =

r0 1 + AV 0

AV 0 ⇒ ∞ r0 é muito pequena

Vi

V0

z0 ⇒ 0

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04/06/2013

Amplificador Operacional


Circuitos Básicos - AOP com Realimentação Negativa

- Seguidor de Tensão (BUFFER) – É um Amplificador Não Inversor com Ganho Unitário (Rf = 0 e R1 = ∞ ) -

SEL – 0203 Princípios de Eletrônica

Aplicações:

1. Casamento de Impedância – acoplamento de um estágio de alta impedância de saída a um de baixa impedância de entrada 2. Isolador de 2 estágios sem isolar o sinal entre eles

Professor: João Bosco A. London Junior E-mail: [email protected]

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