10 características elétricas de circuitos amplificadores operacionais (Amp-Op) que você precisa conhecer

Veja uma descrição de 10 características elétricas de um amp-op. São características de desempenho que podem ser determinadas em teste.

Em aplicações que não críticas, as características elétricas dos antigos amplificadores operacionais ainda são válidos.

Em projetos recentes, que nem precisam ser tão sofisticados, deve-se utilizar Amp-ops que incorporam novos elementos, para novas funções e melhor desempenho.

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As 10 características elétricas:

1 – Tensão de desequilíbrio de entrada

É a tensão diferencial que deve ser aplicada para que a tensão de saída seja nula. Idealmente, uma tensão diferencial igual a zero faria com que a tensão de saída fosse igual a zero.

Porém, em função da falta de simetria perfeita entre os transistores do CI (circuito integrado), existe a necessidade da tensão diferencial ter um valor finito para que a tensão de saída seja nula.

2 – Corrente de desequilíbrio de entrada

É a diferença entre as correntes das entradas v1 e v2 quando a saída é anulada por meio de uma tensão de desequilíbrio. Para uma ideia do valor típico desta corrente, uns 100 nA.

3 – Corrente de polarização de entrada

É a medida entre as duas correntes de entrada necessárias para que os transistores de entrada operem adequadamente. Para uma ideia do valor típico desta corrente, uns 300 nA.

4 – Coeficiente de temperatura da tensão de desequilíbrio de entrada

Indica o quanto a tensão de desequilíbrio de entrada varia em função da temperatura (por exemplo, 5 μV/°C).

5 – Ganho de tensão de sinais amplos

É a relação entre a tensão de saída e a de entrada quando a primeira está no seu nível simétrico máxima sem distorção. É a aproximadamente igual ao ganho diferencial.

6 – Razão de rejeição de modo comum (RRMC)

É a capacidade do Amp-op de não amplificar o sinal caso os níveis de sinais aplicados nas entradas sejam iguais. É a relação entre o ganho de modo diferencial e o ganho de modo comum. RRMC = Ad/Ac.

7 – Razão de rejeição de tensão de alimentação

A falta de simetria perfeita no circuito faz com que a tensão de saída varie em função da tensão de alimentação.

Como uma das características elétricas, esta sétima é a relação entre a variação (Δ) na tensão de desequilíbrio de entrada e a variação (Δ) na tensão da fonte de alimentação que a produziu.

Para detalhar isto, acompanhe abaixo um exemplo teórico:

Temos a tensão de desequilíbrio Vio e uma tensão de alimentação Vcc. Se a tensão de alimentação mudar para Vcc + ΔVcc, a tensão de desequilíbrio de entrada vai mudar para Vio + ΔVio.

Então, a relação entre as variações, ΔVio/ΔVcc, é a razão de rejeição de tensão de alimentação.

8 – Compensação de frequência

As limitações de frequência no amp-op são devidas às faixas de passagem finitas dos transistores e às capacitâncias parasitas existentes no circuito.

Em função desses fatores e do altíssimo ganho diferencial de malha aberto, haverá oscilações, a menos que se use compensação de frequência. A resposta transitória do amp-op também é degradada por esses fatores.

9 – Faixa de passagem de ganho unitário

É a faixa de frequências que se estende desde cc (corrente contínua) até frequências em que o ganho (vo/vd) do amp-op cai a 1 (um).

10 – Taxa de subida e tempo de posicionamento

Quando um degrau de tensão é aplicado à entrada do amp-op, a tensão de saída sobe com inclinação finita denominada taxa de subida.

Este comportamento da saída é devido a um efeito não-linear que ocorre quando um sinal elevado de entrada é aplicado ao amp-op.

Os transistores entram momentaneamente na saturação ou no corte até que os elementos externas de realimentação reduzam a tensão de entrada diferencial.

O tempo de posicionamento é o tempo que a tensão de saída leva para atingir uma porcentagem estabelecida do valor final.

Estes dois parâmetros ou características elétricas deste item 10 são medidos geralmente quando o ganho de tensão é unitário. Costuma-se utilizar a configuração seguidor de tensão na medição. Ainda, estes dois parâmetros dos seguintes fatores:

  • O degrau de entrada ser positivo ou negativo;
  • O amplificador ser inversor ou não-inversor.

Conclusão: a partir destas características elétricas prevemos comportamentos de dispositivos ao operar em condições recomendadas.

Vimos alguns elementos importantes dos Amp-ops. Vários outros podem ser encontrados nos datasheet do componente, por exemplo:

Tabela com características elétricas do Amp-opÉ preciso saber escolher o Amp-op adequado de acordo com o tipo de função que ele terá no circuito eletrônico. As características vistas aqui neste artigo devem verificadas com cuidado para que as funções do Amp-op seja corretamente atendidas.

A exigência é menor em projetos que não envolvem tanta precisão, como os geralmente voltados ao hobby de eletrônica.