Resumo Amplificadores operacionais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS 
Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
Disciplina: Instrumentação 
Prof.: Sigeo Kitatani Junior 
 
 
RESUMO – AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 
 
Luís Fernando Ferreira Silva, luisffs09@gmail.com 
 
Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar os conceitos fundamentais, a classificação e exemplos 
de aplicação de amplificadores operacionais, dispositivos presentes em muitos dos sistemas eletrônicos 
modernos. 
 
Palavras-chave: amplificador, operacional, amplificador operacional, ampop. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Um amplificador operacional (ampop) é um amplificador multiestágio com entrada diferencial cujas 
características se aproximam de um amplificador ideal. As características ideais que se busca obter em um 
ampop são impedância de entrada infinita, impedância de saída nula, ganho de tensão infinito, resposta de 
frequência infinita e insensibilidade à temperatura. A representação gráfica de um ampop é dada na Figura 1. 
 
 
Figura 1. Representação esquemática de um amplificador operacional 
 
 O amplificador operacional é um circuito integrado utilizado num grande número de aplicações, dentre 
as quais se destacam o controle de processos, a amplificação, a regulação de sistemas, operações lineares e 
não lineares e filtragem. 
 Um ampop é constituído internamente por uma cascata de amplificadores com transistores. É um 
dispositivo composto por uma entrada inversora (-), uma entrada não inversora (+), e uma saída. A saída do 
ampop tem uma tensão proporcional à diferença de tensão entre as suas entradas, como mostra a Equação 1. 
 
 ( ) (1) 
 
 Onde é o sinal de saída, é o sinal de entrada, são as tensões das entradas inversora e não 
inversora (respectivamente) e é o ganho de tensão, que é o fator de proporcionalidade entre as entradas e 
a saída. 
 O ganho de tensão ( ) pode ser dado em decibéis (dB), conforme a Equação 2: 
 
 ( ) 
 
 
 (2) 
 
Re s um o – Am pl i f i c a d or e s o p er ac i o n a i s 
 
2. CIRCUITOS BÁSICOS COM AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 
 
 Existem alguns tipos de circuitos que utilizam amplificadores operacionais, sendo os principais 
deles os circuitos inversores, os circuitos não inversores e os circuitos diferenciais. Suas descrições 
e características serão apresentadas a seguir. 
 
2.1. Amplificador inversor 
 
 Uma das configurações de amplificador operacional mais utilizada é a chamada amplificador inversor. 
Essa configuração é constituída por um ampop e duas resistências ligadas como mostra a Figura 2. A saída 
nesse caso é invertida em relação à entrada e é obtida a partir da multiplicação da entrada por um ganho 
constante, fixado pelo resistor de entrada R1 e o resistor de realimentação Rf. 
 
 
Figura 2. Circuito elétrico de um amplificador inversor e relação de ganho 
 
 Um exemplo de aplicação para o amplificador inversor é o circuito somador. Considerando-se a Figura 3, 
tem-se: 
 
 (3) 
 
 
Figura 3. Circuito somador inversor 
Re s um o – Am pl i f i c a d or e s o p er ac i o n a i s 
 
 
E, assim, 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (4) 
Ainda fazendo R1 = R2 = R3 = R4, tem-se: 
 
 ( ) (5) 
 
Tratando-se de um circuito somador. 
 
2.2. Amplificador não inversor 
 
 A Figura 4 mostra um circuito com ampop que trabalha como um amplificador não inversor u 
multiplicador de ganho constante. A conexão do amplificador inversor é mais utilizada por ser mais estável 
entre as duas. 
 
 
Figura 4. Circuito elétrico de um amplificador não inversor e relação de ganho 
 
 Um caso particular de um amplificador não inversor é a configuração de seguidor unitário, também 
chamado de buffer, ilustrado na figura 4. Essa configuração fornece um ganho unitário, sem inversão de 
polaridade ou fase (a saída possui a mesma amplitude, polaridade e fase da entrada). O circuito atua como 
isolador de estágios, reforçador de correntes e casador de impedâncias. 
 
 
Figura 5. Circuito elétrico de um amplificador não inversor tipo seguidor unitário e relação de ganho 
 
 Em alguns casos, um seguidor de tensão pode receber um sinal através de uma resistência em série, 
colocado no terminal não inversor (RS). Quando isso ocorre, é usual colocar um outro resistor de mesmo 
valor de resistência na malha de realimentação para que se tenha um balanceamento do ganho. Na Figura 5, 
para que Av seja igual a 1, deve-se ter RS=Rf. 
 
Re s um o – Am pl i f i c a d or e s o p er ac i o n a i s 
 
 
Figura 6. Circuito elétrico de um amplificador não inversor tipo seguidor unitário com uso de resistências 
 
 Este circuito é útil pois apresenta uma impedância de entrada muito alta (RE > 2 MΩ) uma imp dância 
de saída muito baixa. Em muitas aplicações, esse circuito é utilizado para isolar etapas. Na figura 4, 
considerando R1 → 0 e Rf → , tem-se: 
 
 ( 
 
 
) 
 (6) 
2.3. Amplificador diferencial 
 
 Este circuito permite que se obtenha na saída uma tensão igual à diferença entre os sinais aplicados, 
multiplicada por um ganho. A Figura 6 ilustra um circuito como esse. 
 
 
Figura 7. Circuito elétrico de um amplificador diferencial e relação de ganho 
 
 Este circuito tem uma série de aplicações em amplificação de pequenos sinais. Por exemplo, 
circuitos em ponte, nos quais o sinal pode ser menor que o próprio ruído, e principalmente pelo fato 
de que este amplificador multiplica apenas a diferença das entradas, elimina-se o componente DC, 
ou qualquer outro componente comum às duas entradas. Entretanto, esse circuito tem algumas 
limitações, tais como impedância de entrada relativamente baixa, impedâncias diferentes para cada 
uma das duas entradas, além de ganho limitado, uma vez que o mesmo é dado pela relação de 
resistências. Um exemplo para o cálculo do ganho será mostrado na figura 8. 
 
Re s um o – Am pl i f i c a d or e s o p er ac i o n a i s 
 
 
Figura 8. Amplificador diferencial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (7) 
Substituindo, tem-se: 
 
 (
 
 
)
 
 
(
 
 
) 
 
 
 (8) 
 
E 
 
 
 
 
 (
 
 
) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. REFERÊNCIAS 
 
WENDLING, Marcelo. Amplificadores Operacioanais. Guaratinguetá, SP, 2010. Disponível em: 
<http://www2.feg.unesp.br/Home/PaginasPessoais/ProfMarceloWendling/3---amplificadores-operacionais-
v2.0.pdf>. Acesso em 3 de maio de 2014. 
 
<http://miniportal.weebly.com/uploads/2/7/6/2/2762008/ampop.pdf>.Acesso em: 3 de maio de 2014. 
 
BALBINOT, Alexandre. BRUSAMARELLO, Valn r João. “Instrum ntação fundam ntos d m didas”. 
Vol.1, Rio de Janeiro. Ed. LTC, 2006.