Per capire le numerose caratteristiche di un Amp. Op., è opportuno prendere in esame il Data Sheet (foglio dati), dello stesso, come è riportato nei manuali tecnici forniti dal costruttore.
Il foglio dati contiene di solito le seguenti informazioni:
1) Una descrizione generale dell'Ampl.Op.
2) Uno schema del circuito interno
3) La configurazione dei piedini del dispositivo
4) I valori massimi assoluti
5) Le caratteristiche elettriche
6) Le curve tipiche di comportamento
Considereremo, adesso, i parametri principali, prendendo come esempio un Ampl.Op. classico, il m A741:
VALORI MASSIMI
1) TENSIONE DI ALIMENTAZIONE (+/- VS)
E' la massima tensione (positiva o negativa) che può essere impiegata
per alimentare l'Ampl. Op..
2) DISSIPAZIONE INTERNA DI POTENZA (PD)
E' la massima potenza che l'Ampl.Op. può dissipare ad una precisa
temperatura ambientale e, dipende anche dal tipo di contenitore.
3) DIFFERENZA DI TENSIONE TRA GLI INGRESSI (Vid)
E' la massima tensione che può essere applicata tra gli ingressi
+ e - .
4) TENSIONE DI INGRESSO (Vicm)
E' la massima tensione di ingresso che può essere applicata
contemporaneamente tra ognuno dei due ingressi e la
massa; chiamata anche tensione di modo comune. Generalmente essa è uguale alla Vs.
5) DURATA DI CORTOCIRCUITO SULL'USCITA
E' il periodo di tempo durante il quale l'uscita dell'Ampl.Op.
può rimanere in corto circuito con la massa o con le
tensioni di alimentazione.
CARATTERISTICHE ELETTRICHE
Ciascuno dei parametri seguenti avrà un valore minimo, un valore tipico e/o un valore massimo:
PARAMETRI DI INGRESSO
1) Tensione di offset in ingresso (VOS)
E' la tensione che deve essere applicata ad uno dei terminali di
ingresso per produrre una tensione di uscita
uguale a zero. Un Ampl.Op. ideale ha una tensione d'uscita
nulla.
La tensione di sbilanciamento (offset) è principalmente dovuta
allo stadio di ingresso dell'Ampl.Op..
Esso è di solito costituito da un amplificatore differenziale, e
poiché esistono sempre delle piccole differenze
realizzative tra due transistor che costituiscono la coppia
differenziale questo fatto determina delle diversità tra
le tensioni continue di soglia B-E Vbe dei due transistor e quindi un
offset di tensione.
L'offset di tensione, che risulta di solito compresa tra 0,5 e 5 mV
negli Ampl.Op. in commercio (per il 741 tra
2 e 6 mV), può essere compensato principalmente in due modi:
2) Corrente di offset di ingresso (IOS)
E' la differenza rilevabile, con Ampl.Op. a riposo, tra le due correnti
di ingresso quando la tensione d'uscita
è nulla: dopo cioè che è stata compensata la tensione di offset.
La corrente di offset è dovuta principalmente alla differenza tra i
guadagni di corrente dei due transistor e
anch'essa può essere compensata.
3) Resistenza di ingresso (RIN)
In un Ampl.Op. si possono distinguere due tipi di resistenza di
ingresso:
- resistenza di ingresso di modo comune
- resistenza di ingresso di modo differenziale
Si definisce resistenza di
ingresso di modo comune quella rilevabile tra i due morsetti di ingresso, collegati
in corto circuito, e la massa. Essa corrisponde alla metà della
resistenza rilevabile tra un singolo ingresso
dell'Ampl.Op. e la massa. Essa è dell'ordine
dei GW.
La resistenza di ingresso di modo differenziale è quella rilevabile
tra i due ingressi invertente e non invertente.
Spesso i costruttori forniscono solo la resistenza di ingresso di modo
differenziale in quanto, essendo la
resistenza di modo comune elevata, per le
applicazioni circuitali è importante soprattutto la conoscenza
di quella differenziale.
Per il 741 essa è compresa tra 0.3 e 2 MW
PARAMETRI DI USCITA
1) Resistenza di uscita (ROUT)
E' la resistenza che l'Ampl.Op. (considerato come generatore) presenta
verso il carico.
E' misurata quindi tra l'uscita e la massa. Per il 741 essa è di 75 W
2) Corrente di uscita di corto circuito (ISC)
E' la massima corrente di uscita che l'Ampl.Op. può fornire ad un
carico. Per il 741 è di 25 mA.
3) Massima escursione della tensione di
uscita (VOUT)
E', in funzione della resistenza di carico, la
massima tensione di picco di uscita che l'Ampl.Op. può fornire
senza entrare in saturazione o tagliare il
segnale. Per il 741 è +/- 14V tipico con RL=10KW
ALTRI PARAMETRI
1) Guadagno di tensione ad anello aperto (A)
E' il rapporto fra tensione di uscita e tensione di ingresso di
un Ampl.Op. senza reazione esterna.
2) Slew rate (velocità di salita di VU -
rapidità di risposta)
E' il rapporto tra un incremento D VU del
segnale di uscita e l'intervallo di tempo D t in cui tale
incremento
avviene
SR= D VU / D t
ed è espresso in V/ m sec.
3) Rapporto di reiezione di modo comune (CMRR)
E' la misura della capacità dell'Ampl.Op. di non amplificare segnali
presenti contemporaneamente ai
due ingressi. Corrisponde al rapporto tra il guadagno di modo
differenziale e quello di modo comune.
CMRR=ADM/ACM
4) Guadagno di tensione ad anello chiuso (Ar)
E' il rapporto fra tensione di uscita e tensione di ingresso di
un Ampl.Op. con reazione esterna.
L'elevato guadagno ad anello
aperto fa si che raramente l'Ampl. Op. venga utilizzato in questo modo,
preferendo invece, reazionarlo negativamente, nel senso che,
mediante componenti esterni, una parte
del segnale d'uscita viene riportato al morsetto invertente,
realizzando così un guadagno ad anello chiuso
molto inferiore a quello ad anello aperto.
Si ha l'amplificatore invertente
quando il segnale d'ingresso viene portato all'ingresso invertente (-) e il
segnale d'uscita è sfasato di 180°.
Si ha l'amplificatore non
invertente quando il segnale d'ingresso viene portato all'ingresso non invertente (+)
e il segnale d'uscita è in fase con l'ingresso.
