Composants électroniques: Que sont les amplificateurs opérationnels? - des nuls

Un amplificateur opérationnel est un circuit amplificateur électronique super sensible conçu pour amplifier la différence de deux tensions d'entrée. Ainsi, un ampli op possède deux entrées et une sortie. La tension de sortie est souvent de dizaines, voire de centaines de milliers de fois supérieure à la différence des tensions d'entrée.

En interne, les amplis op les plus simples se composent de plusieurs dizaines de transistors, et les variétés plus compliquées en ont beaucoup plus. Mais vous pouvez ignorer les circuits internes et juste le traiter comme un dispositif pratique que vous pouvez utiliser sans comprendre comment cela fonctionne.

Voici la fonction de chacune des connexions indiquées dans le symbole schématique:

• + V et -V: L'alimentation est fournie par deux broches généralement étiquetées + V et -V. (Ces broches peuvent être étiquetées V _{s +} et V _{s -} à la place.) La plupart des amplis op nécessitent une tension d'alimentation positive et négative, avec des tensions allant généralement de 6 V à 18 V.

  Ce type d'alimentation est appelé une alimentation séparée . indique que la tension positive et la tension négative sont toutes deux requises. 6 V, par exemple, signifie que +6 V et -6 V sont nécessaires.

  Vous pouvez créer une alimentation séparée en utilisant deux batteries connectées bout à bout. Ici, deux batteries de 9 V sont connectées pour créer une alimentation de 9 V. Notez que les +9 V et -9 V sont mesurés par rapport à la masse, auquel on accède entre les deux batteries

  

  Certains amplis op ne nécessitent pas d'alimentations à tension divisée. Les amplis op qui utilisent des alimentations uniques ont une borne de masse au lieu d'une borne -V.

• V _out : La sortie de l'amplificateur opérationnel provient de la borne V _out . La tension sur la borne de sortie peut être positive ou négative, en fonction de la différence de tension entre les deux bornes d'entrée. La tension maximale est généralement inférieure de quelques volts à la tension d'alimentation aux bornes + V et -V. Ainsi, si l'alimentation d'un ampli op est de 9 V, la sortie maximale sera d'environ 7 V ou 8 V.

  La plupart des amplis op ne peuvent gérer qu'une petite quantité de courant via la borne de sortie - généralement dans le voisinage de 25 mA ou moins. La sortie est passée à travers une résistance externe, appelée R _L . L'autre extrémité de cette résistance est connectée à la masse. Ainsi, le courant de sortie qui circule dans l'ampli op doit finir par se retrouver au sol.

  

• V ₊ et V _- : Les deux entrées sont les bornes V ₊ et V _- . Ces terminaux sont parfois identifiés par des signes + et - à l'intérieur du triangle.Les entrées sont appelées entrées différentielles car la tension de sortie, qui apparaît sur la borne V _out , dépend de la différence entre la tension des bornes + et -.

  Pour la plupart des amplis op, la tension d'entrée maximale admissible est légèrement inférieure à la tension d'alimentation maximale. 12 V est une limite typique. Souvenez-vous cependant que la différence entre les deux tensions d'entrée est ce qu'un amplificateur opérationnel amplifie. Dans de nombreux cas, les deux tensions d'entrée sont très proches, donc la différence est très faible.

  La polarité de la sortie de l'amplificateur opérationnel dépend de la polarité de la différence entre les entrées V ₊ et V _- . Ainsi, si V ₊ est supérieur à V _- , la sortie sera une tension positive, mais si V ₊ est inférieure à V _{- <, la sortie sera une tension négative.} Dans de nombreux circuits amplificateurs opérationnels, une entrée est connectée à la masse. Si l'entrée V

  + _{est mise à la terre, la polarité de sortie est toujours l'opposé de la polarité de la tension d'entrée sur la borne V} - . En d'autres termes, une tension négative sur V

  - _{donnera une tension positive sur V} sur _{et une tension positive sur V} - _{donnera une tension négative sur V} sur _{. Pour cette raison, l'entrée V} - _{est souvent appelée l'entrée inverseuse} parce que sa polarité est inversée dans la sortie. Si, au contraire, l'entrée V

  - _{est connectée à la masse, la polarité de la sortie est la même que la polarité de la tension d'entrée appliquée à V} + _{. Ainsi, si V} + _{est positif, V} sur _{sera positif; si V} + _{est négatif, V} sur _{sera négatif. Pour cette raison, l'entrée V} + _{est appelée} entrée non invasive car sa polarité est la même en sortie - c'est-à-dire que la tension d'entrée V - _est pas inversé.