5.7 Modelo mais realista para o amplificador operacional Consideramos, agora, um modelo mais realista para o desempenho de um amp op em sua região...

5.7 Modelo mais realista para o amplificador operacional
Consideramos, agora, um modelo mais realista para o desempenho de um amp op em sua região linear de operação. Tal modelo inclui três modificações no amp op ideal: (1) uma resistência de entrada finita, Ri; (2) um ganho de malha aberta finito, A; e (3) uma resistência de saída não nula, Ro. O circuito mostrado na Figura 5.18 ilustra o modelo mais realista.
Sempre que usamos o circuito equivalente mostrado na Figura 5.18, desconsideramos as suposições de que vn = vp (Equação 5.2) e in = ip = 0 (Equação 5.3). Além disso, a Equação 5.1 deixa de ser válida por causa da presença da resistência não nula de saída, Ro. Outro modo de entender o circuito mostrado na Figura 5.18 é inverter nosso raciocínio. Isto é, podemos ver que o circuito é reduzido ao modelo ideal quando Ri S q, A S q e Ro S 0. Para o amp op mA741, os valores típicos de Ri, A e Ro são 2 MV, 105 e 75 V, respectivamente.
Embora a presença de Ri e Ro torne a análise de circuitos que contêm amp ops mais trabalhosa, tal análise continua sendo simples. Para ilustrar a situação, analisaremos ambos os amplificadores, inversor e não inversor, usando o circuito equivalente mostrado na Figura 5.18. Começaremos com o amplificador inversor.
Análise de um circuito amplificador inversor usando o modelo mais realista de amp op
Se usarmos o modelo mostrado na Figura 5.18, o amplificador inversor será o que está representado na Figura 5.19. Como antes, nossa meta é expressar a tensão de saída, vo, em função da tensão da fonte, vs. Obtemos a expressão desejada escrevendo as duas equações de tensão de nó que descrevem o circuito e, então, resolvendo o conjunto de equações resultante para vo. Na Figura 5.19, os dois nós são a e b. Observe também que vp = 0 em virtude da conexão externa em curto-circuito da entrada não inversora. As duas equações de tensão de nó são as seguintes:
nó b:
vo - vn
Rf
+
vo - A(-vn)
Ro
=
0.
nó a:
vn - vs
Rs
+
vn
Ri
+
vn - vo
Rf
=
0, (5.44)
(5.45)
Reorganizamos as equações 5.44 e 5.45 de modo que a solução pelo método de Cramer fique aparente:

a A
Ro
-
1
Rf
bvn + a 1
Rf
+
1
Ro
b
Descrever o modelo mais realista para o desempenho de um amp op em sua região linear de operação.
Descrever as modificações que o modelo mais realista inclui no amp op ideal.
Descrever o circuito equivalente para um amplificador operacional.
Descrever as suposições que são desconsideradas quando se usa o circuito equivalente mostrado na Figura 5.18.
Descrever como o circuito mostrado na Figura 5.18 é reduzido ao modelo ideal.
Descrever os valores típicos de Ri, A e Ro para o amp op mA741.
Descrever como é feita a análise de um circuito amplificador inversor usando o modelo mais realista de amp op.
Descrever as equações de tensão de nó que descrevem o circuito amplificador inversor.
Reorganizar as equações 5.44 e 5.45 de modo que a solução pelo método de Cramer fique aparente.