Componentes eletrônicos: o ideal Op Amp - dummies

Se você ler sobre amplificadores operacionais na web ou em um livro de eletrônicos, você encontrará, sem dúvida, o termo amplificador operacional ideal. Um ideal op amp é um amplificador operacional hipotético com certas características que os amplificadores op reais se esforçam para alcançar. Os amplificadores operacionais reais chegam muito perto do amplificador operacional ideal, mas nenhum amplificador operacional na realidade atinge a perfeição de um amplificador operacional ideal.

Dependendo da lista que você lê, um amplificador operacional ideal tem entre duas e sete características, sendo as mais importantes

• Ganho de ciclo aberto infinito: O ganho em loop aberto em um amplificador operacional é muito grande - na ordem de dezenas ou mesmo de centenas de milhares. Em um amplificador operacional ideal, o ganho de loop aberto é infinito, o que significa que qualquer diferencial de tensão nos dois terminais de entrada resultará em uma tensão infinita na saída.

  Em amplificadores operacionais reais, a tensão de saída é limitada pela tensão de alimentação. Como a tensão de saída não pode ser infinita, o ganho também não pode ser infinito.

• Impedância de entrada infinita: Impedância representa a oposição de um circuito ao fluxo de corrente, seja a corrente alternada ou direta. Em um amplificador operacional ideal, a impedância dos dois terminais de entrada é infinita, o que significa que nenhuma corrente entra no amplificador operacional das entradas. As entradas são capazes de ver e reagir à tensão, mas essa tensão não consegue empurrar nenhuma corrente para o amplificador operacional.

  O que isso significa na prática é que o amplificador operacional não tem efeito sobre a tensão de entrada. Em um amplificador operacional real, uma pequena quantidade de corrente - geralmente, alguns miliamperes ou menos - vazam nos circuitos de entrada do amplificador operacional.

• Impedância de saída zero: Em um amplificador operacional ideal, o circuito de saída tem impedância interna zero, o que significa que a tensão fornecida a partir da saída é a mesma independentemente da quantidade de carga colocada sobre ela pelo circuito ao qual a saída está conectada.

  Na realidade, a maioria dos amplificadores op possuem uma impedância de saída de alguns ohms, o que significa que a tensão real fornecida pelo terminal de saída variará uma pequena quantidade dependendo da carga conectada à saída.

• Tensão de deslocamento zero: A tensão de deslocamento é a quantidade de tensão no terminal de saída quando as duas entradas são exatamente as mesmas. Se você conectar ambas as entradas ao solo, por exemplo, deve haver exatamente 0 V na saída.

  Na realidade, os amplificadores operacionais do mundo real têm uma tensão muito pequena na saída, mesmo quando ambas as entradas são aterradas, conectadas entre si, ou não estão conectadas a nada. Para a maioria dos amplificadores op, esta tensão de deslocamento é de apenas alguns milivolts.

• Largura de banda infinita: O termo largura de banda refere-se à faixa de freqüências de corrente alternada dentro da qual um amplificador operacional pode amplificar com precisão. Em um amplificador operacional ideal, a freqüência do sinal de entrada não tem efeito sobre o comportamento do amplificador operacional. Nos amplificadores operacionais do mundo real, o amplificador operacional não funciona bem acima de uma determinada freqüência - tipicamente, alguns megahertz (milhões de ciclos por segundo).

As características são muitas vezes resumidas com as seguintes duas "regras de ouro" dos amplificadores operacionais:

1. A saída tenta fazer o que for necessário para tornar a diferença de tensão entre as entradas zero.

   Esta regra, que se aplica apenas aos circuitos de amplificação em circuito fechado, significa que o feedback enviado da saída para a entrada faz com que as duas tensões de entrada se tornem as mesmas.

2. A entrada não desenha nenhuma corrente.

   Esta regra significa que os terminais de entrada observam a tensão colocada entre eles, mas não permitem que nenhuma corrente flua para o amplificador operacional.

Embora nenhum amplificador operacional real seja capaz de atender aos padrões do amplificador operacional ideal, a maioria se aproxima. Aproximadamente o suficiente, na verdade, você pode projetar com segurança um circuito de amplificador operacional como se os amplificadores operacionais fossem ideais. Em particular, as duas regras de ouro se aplicam: o feedback irá igualar as tensões de entrada, e o amplificador operacional não desenha nenhuma corrente da entrada.