Amplificateur opérationnel
I - Deux modes de fonctionnement :
1.1- Fonctionnement linéaire :
Le régime linéaire est obtenu en plaçant un composant de "contre-réaction" entre la sortie et l'entrée "-" ; l'AOP parfait possède alors les caractéristiques suivantes :
courants d'entrée i+ = i- = 0
résistance différentielle d'entrée rid = ∞ on la notera en pratique re
tension différentielle d'entrée vd = 0 (on appelle aussi cette tension "ε")
1.2- Fonctionnement en commutation :(ou saturation)
Le régime de commutation est obtenu soit en plaçant un composant de "réaction" entre la sortie et l'entrée "+", soit en ne plaçant aucun composant entre la sortie et les entrées ; l'AOP parfait possède alors les caractéristiques suivantes :
courants d'entrée i+ = i- = 0
tension différentielle d'entrée vd ≠ 0
tension de sortie si vd > 0 alors Vs = Vsat+
si vd < 0 alors Vs = Vsat-
tensions de saturation Vsat+ ≈ +Vcc Vsat- ≈ -Vcc (ou 0v)
1.3- Caractéristique de transfert
II - Méthodes de calcul :
2.1 - En régime linéaire :
Pour illustrer le calcul, nous utiliserons la structure suivante (Amplificateur inverseur) :
ici l'ampli op étant en régime linéaire, on peut dire que :
vd = 0 => V+ = V-
(i+ = i- = 0)
I+=0 => pas de ddp aux bornes de R3 => V+ = V- = 0v (masse)
i-=0 => même courant « I » dans R1 et R2 => Ve/R1 = -Vs/R2 => Vs = -Ve.R2/R1
2.2 - En régime de commutation (ou de saturation) :
Pour illustrer le calcul, nous utiliserons la structure suivante (comparateur à hystérésis) :
ici l'ampli op étant en régime de commutation, on peut dire que :
i+ = i- = 0
si vd > 0, alors Vs = Vsat+
si vd < 0, alors Vs = Vsat-
à On appellera VT la tension V+ : V+ = VT = Vs.R3/(R2+R3)
àVs pouvant prendre deux valeurs (Vsat+ et Vsat-) VT peut donc prendre deux valeurs que nous noterons VT+ et VT- :
Si Ve<VT alors Vs=Vsat+ => VT = VT+ = Vsat+.R3/(R2+R3)
Si Ve>VT alors Vs=Vsat- => VT = VT- = Vsat-.R3/(R2+R3)
Le fonctionnement est illustré par les chronogrammes suivant, on applique sur Ve un signal triangulaire entre +Vcc et –Vcc :
III - Étages à ampli op:
- Fonctionnement linéaire :
le nom de cet étage est : Amplificateur non inverseur
le nom de cet étage est : Suiveur