Amplificadores operacionais

1. AMPLIFICADORES
OPERACIONAIS
GIGLLIARA SEGANTINI DE MENEZES
E N G E N H E I R A D E P R O D U Ç Ã O – U F E S
T É C N I C A E M E L E T R O T É C N I C A – I F E S
INSTITUTO FEDERAL
ESPÍRITO SANTO 28 de setembro de 2015

2. Lei de Ohm e Lei de Kirchhoff
i1 + i4 = i2 + i3
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3. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.1 Definição: O amplificador operacional (AOP) é um amplificador multiestágio, com entrada
diferencial, cujas características se aproximam às de um amplificador ideal (PERTENCE JÚNIOR, 2003).
Circuito integrado
Bloco funcional
Composição interna (Fabricante)
Componentes Externos (Função dentro do circuito)
Porque operacional?
Va(t)
Vb(t)
Vc = Va + Vb
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Operações Matemáticas
+ , -, x , exp, log ...

4. Composição Interna do amplificador operacional 741

5. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.2 Amplificador Diferencial:
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1) Tensão de saída = A (Tensão de entrada)
2) Vod = V3 – V4
3) Vid = V1 – V2
4) Vod = AVid
5) Característica Intrínseca = Resistência de entrada

6. Exemplo
A(Fator de Ganho) = 100.000
Vo = ?
V0 = 100.000[(4,75x10^-3) – (4,8x10^-3)]
V0 = -5V

7. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
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1.3 Diagrama de Blocos simplificado do Amplificador Operacional
 O estágio intermediário: serve para compensar eventuais distúrbios operacionais entre
entrada e saída como, perda de amplitude de sinal e casamento de impedâncias

8. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.4 Símbolo e conexões
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V+ = entrada não inversora (deslocamento de fase 0)
V- = Entrada inversora (deslocamento de fase 180° )
Vs+ e Vs- = Alimentação simétrica
Vout = Saída

9. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.5 Pinagem
Os AOPs possuem pelo menos 8 pinos
1 e 5 – Estinados ao balanceamento do AOP (Ajuste de tensão de OFFSET)
2 – Entrada inversora
3 – Entrada não inversora
4 – Alimentação Negativa
6 – Saída
7 – Alimentação Positiva
8 – Não possui nenhuma conexão
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10. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.6 Características ideais de um Amplificador Operacional
a) Impedância de entrada infinita
b) Impedância de saída nula
c) Ganho de tensão infinito
d) Largura de faixa infinita (resposta desde CC a infinitos Hertz)
e) Insensibilidade à temperatura (DRIFT nulo)
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11. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.6 Características ideais de um Amplificador Operacional
1.6.1 Impedância de entrada infinita e Impedância de saída nula
RE = tende ao ∞
RS = Tende a 0
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12. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.6.3 Ganho de tensão infinito
Elevado ganho do AO’s (de ≅ 10000 ou mais)
Sensores com sinais de baixa amplitude
1.6.4 Largura de faixa infinita
É interessante que um amplificador tenha uma largura de muito ampla de modo que um sinal de
qualquer frequência possa ser amplificado sem sofrer atenuação.
1.6.5 Insensibilidade à temperatura
Fenômeno DRIFT
Insensibilidade a temperatura (Fabricante) ΔI/ ΔT e ΔV/ ΔT

13. 1.Conceitos fundamentais dos amplificadores
operacionais
1.8 Saturação
Saída tem um nível de tensão fixo
Aproximadamente o valor de alimentação
Região linear V0= A(V1-V2)

14. 2.Realimentação Negativa
2.1 Modos de operação do AOP
2.1.1 Sem alimentação 2.1.3 Com realimentação Negativa
2.1.2 Com realimentação Positiva
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A realimentação em um sistema (ou circuito) é
estabelecida quando uma amostra do sinal de saída do
sistema é acrescentada a entrada deste mesmo sistema.
controle externo do ganho a ser estabelecido para uma
dada configuração. (RN)

15. 3. Configurações básicas com AO
Considerações importantes:
a) IB1 = 0 (impedância de entrada do AO muito alta)
b) Vd = 0 se consegue através da realimentação negativa
c) Conceito de curto circuito virtual
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Nó a
3.1 Amplificador inversor

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3.2 Amplificador não inversor
Nó a

18. INSTITUTO FEDERAL
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3.3 Amplificador somador inversor
Nó a

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3.4 Amplificador somador não inversor
Fórmula do AOP não inversor

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3. 5 Amplificador Subtrator ou Diferencial

21. Exemplos
1-Para o circuito a seguir, determine:
a. A equação de Vo, considerando Rf = 10,0 kΩ e Rs = 4,0 kΩ;
b. O valor de Vo para Vs = 2V;
c. O valor de Vo para Vs = ‐5V;
d. O valor de Vo para Vs = 8V; e.
Os limites de variação de Vs para que a saída Vo não sature
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22. Exemplos
2-Para o circuito a seguir, determine:
a. A equação de Vo, considerando Ra = 10kΩ, Rb = 15kΩ, Rc = 30kΩ e Rf = 60kΩ;
b. O valor de Vo para Va = ‐4V, Vb = 3V, Vc = 1V;
c. Os limites de variação de Vc para que a saída Vo não sature, considerando Va = ‐4V e Vb = 3V.
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23. Exemplos
3- Para o circuito a seguir, determine:
a. A equação de Vo;
b. O valor de Vo para Va = 8V;
c. O valor de Vo para Va = 16V;
d. Os limites de variação de Va para que a
saída Vo não sature

24. Exemplos
4- Para o circuito a seguir, desenhe:
a. A tensão de saída Vo.
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25. 4.Aplicações do Amplificador Operacional
4.1 Controle ON/OFF de Temperatura

26. PERGUNTAS

27. Referências
Básica
ANTONIO PERTENCE JR. Eletrônica analógica: amplificadores operacionais e filtros ativos - 6ª
edição
Complementar
MIKE TOOLEY. Circuitos Eletrônicos: Fundamentos e Aplicações. Elsevier, São Paulo 2006.
MARCELO WENDLING. Amplificadores Operacionais. Disponível em<
netsoft.inf.br/aulas/4_EAC_Eletronica_Basica/3__Amplificador_Operacional.pdf>