O que são amplificadores operacionais?
A eletrônica é uma área extremamente extensa, onde possui uma infinidade de componentes, cada um com sua respectiva característica e aplicação. Pensando nisso iremos explicar o que é um amplificador operacional, quais são as características de um amplificador operacional e quais são as aplicações de amplificador operacional, além de abordar o que é um amplificador de instrumentação. Vamos lá pessoal!
Amplificador operacional: O que é?
O amplificador operacional, também chamado por alguns de amp-op, nada mais é do que um circuito integrado (CI), capaz de amplificar um sinal de entrada e como próprio nome sugere, o amplificador operacional também é capaz de realizar operações matemáticas, como por exemplo soma, subtração, derivação. integração e multiplicação.
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A estrutura de um amplificador operacional é simples, pois ele possui dois terminais de entrada, denominados por terminal inversor, identificado pelo sinal negativo (-), o outro terminal que é o não inversor, identificado por um sinal positivo (+) e um terminal de saída, além de outros dois terminais que também são essências, de forma que um destes terminais é a alimentação positiva (+Vcc)e o outro é a alimentação negativa (-Vcc), como podemos observar na imagem abaixo:
Estrutura básica de um amplificador operacional.
Entre os amplificadores operacionais, o mais comum é o LM741, dificilmente encontraremos um curso de eletrônica que ao falar de amplificadores operacionais não mencione o LM741, além dele também podemos citar o LM393 e LM324.
Pinos de conexão dos amplificadores operacionais.
Amplificador operacional: Principais características
As características de um amplificador operacional são muitas, dessa forma podemos destacar como característica de um amplificador operacional o alto ganho em malha aberta, resposta a altas frequências, alta impedância de entrada, baixa impedância de saída e baixa sensibilidade à temperatura, isto em condições reais, havendo algumas variações entre os componentes.
Amplificador ideal:
Em condições ideias, um amplificador operacional possui como características um ganho infinito em malha aberta, resposta de frequência infinita, impedância de entrada infinita, impedância de saída igual a zero e insensibilidade à temperatura.
Amplificador operacional: Funcionamento
O amplificador operacional é um componente eletrônico compacto, que possui em sua composição interna resistores, capacitores e transistores. De forma bem simples, quando um sinal é aplicado a entrada não inversora, este sinal não é invertido, e sai amplificado, porém quando um determinado sinal é aplicado na entrada inversora, o sinal sai amplificado e invertido.
É importante destacar que a tensão de saída do amplificador operacional depende da diferença de potencial entre a entrada inversora e a não inversora, multiplicado pelo respectivo ganho em malha aberta do amplificador, de forma que a tensão máxima de saída será a tensão de alimentação do amplificador, sendo que o amplificador possui este valor em sua saída quando o amplificador operacional satura.
Outro detalhes que é importante ser destacado é o ganho do amplificador operacional, que pode ser controlado e que para ser encontrado basta encontrar a relação entre o valor obtido na saída pelo valor da entrada do amplificador operacional, ou seja, basta dividir o valor obtido na saída do amplificador pela sua respectiva entrada.
O que são os amplificadores operacionais?
Amplificador operacional: Métodos de polarização
Depois de conhecer um pouco mais o que é um amplificador operacional, quais as suas características e como ele funciona, podemos conhecer quais são os modos de operação do amplificador operacional, que são:
- Sem Realimentação;
- Realimentação Positiva;
- Realimentação Negativa;
Amplificador operacional sem realimentação
Este modo de realimentação é conhecido como operação em malha aberta, por utilizar o ganho do amplificador que estipulado pelo fabricante, ou seja, não é possível controlar o ganho do amplificador. Este tipo de operação é comumente usado em circuitos comparadores.
Amplificador operacional sem realimentação.
Amplificador operacional com realimentação positiva
A realimentação positiva é um modo de operação em malha fechada, quando a entrada positiva é ligada na saída do amplificador operacional, através de RF. O ganho do amplificador operacional é obtido através de que está projetando e possui como desvantagem uma instabilidade ao circuito, por isso é muito aplicado em circuitos osciladores.
Amplificador operacional com realimentação positiva.
É importante destacar que o amplificador operacional operando com realimentação positiva não trabalha como amplificador de sinais, porque a sua resposta não é linear.
Amplificador operacional em realimentação negativa
O amplificador operacional operando em realimentação negativa é o mais importante e utilizado em circuitos que envolvam amplificadores operacionais, observe que este tipo de realimentação ao contrário da realimentação positiva, pois veja que a saída do amplificador operacional é reaplicada à entrada inversora através de RF.
Assim como na realimentação positiva, este modo de operação tem a característica de malha fechada, ou seja, o ganho é determinado por R1 e RF, podendo ser definido pelo projetista. Devemos destacar que é na realimentação negativa que acontece o curto circuito virtual, onde basicamente o sinal que é aplicado na entrada não inversora é o mesmo na entrada inversora.
Amplificador operacional com realimentação negativa.
O vídeo que veremos abaixo explica o que é o ganho de um transistor, e como podemos encontrar este ganho, para que você possa entender um pouco mais sobre as características de um transistor, pois afinal podemos fazer amplificadores como transistores.
Amplificador operacional: Principais aplicações
As aplicações para os amplificadores operacionais são muitas, entre elas podemos destacar a seguintes aplicações além das que foram citadas anteriormente:
- Amplificador Inversor;
- Amplificador Somador;
- Amplificador Não Inversor;
- Amplificador Diferencial;
- Diferenciador;
- Integrador;
- Isolador (buffer);
- Filtros Ativos.
Finalizamos mais um artigo e esperamos ter ajudado a esclarecer as dúvidas relacionadas aos amplificadores operacionais. Caso tenha ficado alguma dúvida ou curiosidade sobre o assunto, deixe nos comentários que iremos responder!
Sobre o autor
Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.
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