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.
