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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
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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).
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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
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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
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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
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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
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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
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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?
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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
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E 19
Modelo de circuito para o amp op com tensão de offset de entrada
E 20
Análise do efeito da tensão VOSna saída
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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
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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 −=
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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
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E 27
Sugestão de estudo
• Sedra/Smith, – Seções 2.7, 2.8 e 2.9 ; Exercícios 2.17 a 2.26
Problemas correspondentes