Componenti elettronici: quali sono gli amplificatori operativi? - dummies

Un op amp è un circuito amplificatore elettronico ultrasensibile progettato per amplificare la differenza di due tensioni di ingresso. Pertanto, un amplificatore operazionale ha due ingressi e un'uscita. La tensione di uscita è spesso decine o addirittura centinaia di migliaia di volte superiore alla differenza nelle tensioni di ingresso.

Internamente, gli amplificatori operazionali più semplici consistono in diverse dozzine di transistor, e le varietà più complicate ne hanno molte di più. Ma puoi ignorare i circuiti interni e considerarli semplicemente come un dispositivo pratico che puoi usare senza capire come funziona.

Quanto segue descrive la funzione di ciascuna delle connessioni mostrate nel simbolo dello schema:

• + V e -V: L'alimentazione è fornita tramite due pin normalmente etichettati + V e -V. (Questi pin possono essere etichettati V _{s +} e V _{s -} invece.) La maggior parte degli amplificatori opzionali richiedono sia un'alimentazione di tensione positiva che negativa, con tensioni che normalmente vanno da 6 V a 18 V.

  Questo tipo di alimentazione è denominato alimentazione secondaria suddivisa in . Indica che sono necessarie sia la tensione positiva che la tensione negativa. Ad esempio, 6 V significa che sono necessari +6 V e -6 V.

  È possibile costruire una fornitura suddivisa utilizzando due batterie collegate end-to-end. Qui, due batterie da 9 V sono collegate per creare un'alimentazione a 9 V. Notare che il +9 V e -9 V sono misurati rispetto a terra, a cui si accede tra le due batterie

  

  Alcuni amplificatori operazionali non richiedono alimentatori a tensione divisa. Gli amplificatori operazionali che utilizzano singoli alimentatori hanno un terminale di terra invece di un terminale -V.

• V _out : L'uscita dell'amplificatore operazionale viene prelevata dal terminale V _out . La tensione sul terminale di uscita può essere positiva o negativa, a seconda della differenza di tensione tra i due terminali di ingresso. La tensione massima è in genere di pochi volt inferiore alla tensione di alimentazione ai terminali + V e -V. Pertanto, se l'alimentazione per un amplificatore operazionale è 9 V, l'uscita massima sarà di circa 7 V o 8 V.

  La maggior parte degli amplificatori operazionali può gestire solo una piccola quantità di corrente attraverso il terminale di uscita, solitamente nelle vicinanze di 25 mA o meno. L'uscita è passata attraverso una resistenza esterna, designata R _L . L'altra estremità di questa resistenza è collegata a terra. Pertanto, la corrente di uscita che fluisce attraverso l'amplificatore operazionale deve alla fine finire a terra.

  

• V ₊ e V _- : I due ingressi sono i terminali V ₊ e V _- . Questi terminali sono talvolta identificati dai segni + e - all'interno del triangolo.Gli ingressi sono chiamati ingressi differenziali poiché la tensione di uscita, che appare sul terminale V _out , dipende dalla differenza tra la tensione dei terminali + e -.

  Per la maggior parte degli amplificatori operazionali, la tensione di ingresso massima consentita è leggermente inferiore alla tensione di alimentazione massima. 12 V è un limite tipico. Ricorda, tuttavia, che la differenza tra le due tensioni di ingresso è ciò che amplifica un amplificatore operazionale. In molti casi, le due tensioni di ingresso sono molto vicine, quindi la differenza è molto piccola.

  La polarità dell'uscita dell'amplificatore operazionale dipende dalla polarità della differenza tra gli ingressi V ₊ e V _- . Pertanto, se V ₊ è maggiore di V _- , l'uscita sarà una tensione positiva, ma se V ₊ è inferiore a V _{- <, l'uscita sarà una tensione negativa.} In molti circuiti op-amp, un ingresso è collegato a terra. Se l'ingresso V

  + _{è collegato a terra, la polarità di uscita è sempre l'opposto della polarità della tensione di ingresso sul terminale V} - . In altre parole, la tensione negativa su V

  - _{darà una tensione positiva su V} out _{e la tensione positiva su V} - _{darà una tensione negativa su V} out _{. Per questo motivo, l'ingresso V} - _{viene spesso chiamato} ingresso invertito poiché la sua polarità è invertita nell'uscita. Se, d'altra parte, l'ingresso V

  - _{è collegato a massa, la polarità dell'uscita è uguale alla polarità della tensione di ingresso applicata a V} + _{. Pertanto, se V} + _{è positivo, V} out _{sarà positivo; se V} + _{è negativo, V} out _{sarà negativo. Per questo motivo, l'ingresso V} + _{è chiamato} ingresso non invertente perché la sua polarità è la stessa nell'uscita - cioè, la tensione di ingresso V - _è non invertita.