1_Amplificadores Operacionais_REV_2 (1)

Prévia do material em texto

Amplificadores Operacionais
 A figura representa o circuito de entrada de um amplificador 
operacional, este circuito é conhecido como Amplificador Diferença, 
devido ao fato da tensão de saída Vsaída ser diretamente 
proporcional à diferença entre as tensões de entrada (V1 – V2).
 Idealmente os transistores T1 e T2 são idênticos, tal como os dois 
resistores de coletor, o que faz a tensão de saída ser igual a zero, 
quando V1=V2.
Princípio de operação: Amplificador diferença
 Se for utilizado somente um dos terminais de saída, o resistor de 
coletor do outro transistor pode ser retirado, uma vez que este 
passa a trabalhar como seguidor de emissor. Então a tensão de saída 
deverá ser medida em relação ao potencial de zero volts, mas 
continua sendo proporcional à diferença V1 – V2.
 Além disso, basta ligar ao potencial de zero volts uma das entradas, 
para que o amplificador diferença funcione como um amplificador de 
uma entrada e uma saída apenas.
Circuito com uma saída
Circuito completo
• Abaixo, é mostrado um diagrama esquemático de um circuito 
simplificado de um amplificador operacional, onde se verifica a 
divisão entre circuito de entrada, com amplificador diferença, e 
circuito de saída com amplificador de potência.
A expressão acima é a equação fundamental do
amplificador Operacional, onde os termos têm o seguinte
significado:
Vo – é a tensão de saída
Av – é o ganho do amplificador sem realimentação
VB – é a tensão na entrada não inversora
VA – é a tensão na entrada inversora
O Amp-Op ideal tem as seguintes características: 
a) Impedância de entrada infinita 
b) Impedância de saída nula 
c) Ganho de tensão infinito 
d) Resposta em freqüência infinita 
e) Insensibilidade à temperatura (drift nulo) 
 Na prática os Amp-Op’s são circuitos integrados que, 
como qualquer sistema físico tem suas limitações.
 Um dos Amp-Op’s mais difundidos até hoje é o 741, 
que recebe inúmeras codificações de acordo com seu 
fabricante.
 Exemplo: µA741, LM741 entre outras.
Tensão de saturação
• O funcionamento linear de um amplificador operacional 
é garantido apenas numa faixa limitada de tensões de 
saída, definida durante sua utilização, através das 
tensões de alimentação utilizadas ou durante a fase de 
projeto do circuito.
• A relação entre as tensões na saída e nas entradas de 
um Amp-Op é linear apenas na faixa compreendida 
entre as tensões de saturação limitada pelas tensões 
de alimentação, +Vcc e -Vcc.
• A faixa de valores permitida, é uma função da 
arquitetura do amplificador e das tensões de 
alimentação, sendo em geral da ordem de 80 a 90% da 
faixa definida pelas tensões de alimentação. 
O amplificador operacional pode ser utilizado basicamente de 
três modos distintos:
Sem Realimentação;
Com realimentação positiva
Com realimentação negativa.
Modos de Operação do Amplificador Operacional 
• Neste caso são usados como COMPARADORES.
• Os circuitos comparadores são circuitos utilizados para 
comparar tensões com uma referência fixada.
• Comparadores podem ser obtidos com o amplificador 
operacional sem realimentação, isto é, em malha aberta. 
Sem Realimentação;
Com Realimentação Positiva 
Osciladores são aplicações com amplificadores 
operacionais operando com realimentação positiva. 
Com Realimentação Negativa 
Muitos circuitos amplificadores podem ser obtidos utilizando-se este
modo de operação do amplificador operacional com realimentação
negativa.
- amplificador inversor
- amplificador não inversor
- amplificador diferenciador
- amplificador integrador
- amplificador somador inversor
- filtros ativos
- etc..
O processo de realimentação negativa permite o controle do 
ganho do circuito realimentado. Veja um sistema genérico, 
trabalhando em malha fechada com realimentação negativa. 
As variáveis desse sistema têm o seguinte significado: 
Vi- é o sinal de entrada 
Vo- é o sinal de saída 
Vd- é o sinal diferencial 
Vf- é o sinal realimentado 
Avo- é o ganho em malha aberta (ganho do Amplificador Operacional) 
B- é o fator de realimentação negativa 
Realimentação Negativa 
Aplicações básicas com Amplificadores Operacionais 
Amplificador 
Inversor
Amplificador Não Inversor
Se considerarmos na expressão R2 = 0 e R1 em aberto, teremos:
BUFFER isolador pois isola a entrada da saída, seguidor de tensão
porque a tensão de saída é igual à da entrada tanto em módulo quanto
em fase, amplificador de ganho unitário por ter o ganho igual a 1.
Amplificador somador inversor 
Amplificador diferencial ou subtrator
Amplificador diferenciador 
Amplificador integrador 
Amplificador diferenciador na prática 
Circuito do amplificador diferenciador na prática 
Circuito do amplificador integrador na prática 
Comparadores Simples
Um comparador é um circuito utilizado para comparar dois níveis de 
tensão, sendo um deles fixado como uma referência. 
Comparador positivo 
Quando a tensão de entrada ultrapassar ligeiramente o valor da tensão de 
referência, a saída do circuito ficará saturada positivamente. 
Comparador negativo
Quando a tensão de entrada ultrapassar ligeiramente o valor 
da tensão de referência, a saída do circuito ficará saturada 
negativamente.