1

E 1

EE530 Eletrônica Básica IProf. Fabiano Fruett

E - Características dos amplificadores operacionais REAIS

• Circuito interno do op amp• Capacitor de compensação• Resposta em freqüência em malha aberta e fechada

• • Operacionais reais - Ganho de tensão em malha aberta

• - Tensão de offset de entrada • - Corrente de polarização de entrada • - Rejeição em modo comum

E 2

Amplificador operacional 741

Fonte: http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_8/18.html

2

E 3

Diagrama de blocos de um amp op com compensação interna (polo dominante)

E 4

Resposta em freqüência em malha aberta de um amp op com compensação interna

Sedra/Smith Fig. 2.26

ωb é a freqüência de corte

ωt é chamada de faixa de passagem de ganho unitário. Visto que ωt é o produto do ganho cc (A0) pela faixa de passagem de 3dB (ωb), que é conhecido também como produto ganho-faixa de passagem (GB).

3

E 5

Como se comporta a resposta em freqüência de um amplificador realimentado?

?

E 6

Análise para a configuração não inversora supondo o ganho A finito

2 1

2 1

1 /1 (1 / )/

o

i

v R Rv R R A

+=

+ +Resultado obtido anteriormenteVer slide B 19

4

E 7

Análise da resposta em freqüência para a configuração não inversora

bsA

sAω/1

)( 0

+=

2 1

2 1

1 /1 (1 / )/

o

i

v R Rv R R A

+=

+ +2

1

2

1

1( )( )

1 1

o

i

t

RV s RV s Rs

R

+=

+ + ω

13

1 2polo dB corte t

RR R

ω = ω = ω = ω+

Função de Transferência do Passa-BaixaConstante de Tempo Simples

Função de Transferência do Não InversorCom ganho A finito

E 8

Sobreposição das curvas de A0 e AVnão-inversor

5

E 9

Análise da resposta em freqüência para a configuração inversora

ARRRR

VV

i

o/)/1(1

/12

12++−

=2

1

2

1

( )( )

1 1

o

i

t

RV s RV s Rs

R

−=

+ + ω

bsA

sAω/1

)( 0

+=

13

1 2dB t

RR R

ω = ω+

E 10

Sobreposição das curvas de A0 e AVinversor

6

E 11

Compare as respostas em freqüência e tire suas conclusões

Não inversor Inversor

E 12

Características do amp op real• Ganho de tensão em malha aberta limitado:

– A0 => 105 a 106

• Freqüência de corte em malha aberta limitado:– fb => 1 a 100Hz (veremos adiante que esta é uma condição para

estabilidade)

• Impedância de entrada finita

• Impedância de saída diferente de zero

• Saturação da saída em valores menores que V+ e V-

• Offset

• Taxa máxima de variação da tensão de saída (Slew-rate)

• Ganho em modo comum

• Deriva térmica

7

E 13

Saturação do sinal de saída

Sedra/Smith Fig. 1.13

E 14

Taxa máxima de variação da tensão de saída (Slew-rate)

Sedra/Smith Fig. 2.30

8

E 15

Rejeição de modo comum

Fonte: Savant Fig. 10.16Sedra 3 ed. p. 90

2Icmv vv + −+

= Idv v v+ −= −

o id cm Icmv Av A v= + CMRR=20logcm

AA

E 16

Qual configuração é mais afetada pelo CMRR finito?

9

E 17

Modelamento do efeito do CMRR

Fonte: Sedra 3 ed.

E 18

Modelo modificado do op amp

Valores típicos para o amp op comercial 741 são:

Ri = 2MΩ

2Rcm = 400MΩ

Ro = 75 Ω

A = 105

Fonte: Savant Fig. 10.7Sedra 3 ed. p. 92

10

E 19

Modelo de circuito para o amp op com tensão de offset de entrada

E 20

Análise do efeito da tensão VOSna saída

11

E 21

Técnicas para redução do offset

Amp op com terminais adicionais

E 22

Quando o amp op não possuir estes terminais, pode minimizar o offset fazendo

12

E 23

Acoplamento capacitivo

A tensão cc de saída será igual a VOS ao invés de VOS(1 + R2/R1), como seria o caso se não existisse o capacitor de acoplamento. Contudo o ganho de sinal do amplificador será zero em cc.

E 24

Correntes de polarização de entrada

Esta corrente é maior para amplificadores com transistores bipolares do que para amplificadores com transistores MOS.

corrente de polarização de entrada

221 BB

BIII +

=

corrente de offset de entrada

21 BBOS III −=

13

E 25

Qual a tensão cc de saída do amplificador em malha fechada

devido às correntes de polarização de entrada?

E 26

Reduzindo o efeito da corrente de polarização de entrada pela introdução de um resistor R3

14

E 27

Sugestão de estudo

• Sedra/Smith, – Seções 2.7, 2.8 e 2.9 ; Exercícios 2.17 a 2.26

Problemas correspondentes