Cours d'Electronique analogique

Amplificateurs opérationnels

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Ce modèle permet de tenir compte des imperfections de l'amplificateur opérationnel, ceci face aux performances idéales définies pour le modèle idéal. Il n'est jamais utilisé complètement (c'est-à-dire en introduisant tous les paramètres) mais on l'utilise pour connaître l'influence de chaque paramètre pris isolément (tension d'offset, courants d'entrée, etc...).

avec :
  • Adiff : gain en mode différentiel. Ce gain correspond au gain A défini pour le modèle idéal et doit être le plus grand possible (typiquement 105). Cliquez ici pour une illustration de cette limite.

  • Acom : gain en mode commun. Ce gain est un défaut de l'amplificateur qui est produit principalement par la source de courant utilisée dans l'étage d'entrée (paire différentielle). Il doit être le plus faible possible (typiquement proche de l'unité). Le CMRR chiffre l'importance de ce défaut.

  • Uo : tension d'offset. Cette tension représente la tension qu'il faut appliquer à l'entrée de l'amplificateur opérationnel pour obtenir une tension de sortie nulle. Ce défaut est principalement produit par une asymétrie de son étage d'entrée (paire différentielle). Cette tension doit être la plus faible possible (de l'ordre de quelques millivolts) et peut être ajustée de façon externe pour certains amplificateurs. Cette grandeur dépend fortement de la température.

  • ia et ib : courants d'entrée. Ces courants sont non nuls, ils sont fortement dépendent de la température. Ils sont déterminés par le type transistors utilisés pour l'étage d'entrée (paire différentielle).

  • Impédance de sortie : non nulle. Cette non idéalité ne pose pas de problème en pratique, par contre le courant maximal en sortie est très souvent limité (protection contre les courts-circuits).

  • Excursion de la tension de sortie. La tension de saturation des transistors de l'étage de sortie limite l'excursion de la tension de sortie.

  • Dépendance en fréquence des gains en modes différentiel et commun. Ce phénomène est dû aux capacités parasites internes au circuit ainsi qu'au remède apporté par les fabricants pour garantir la stabilité des montages. Pour une étude simplifié de l'influence de la dépendance en fréquence du mode différentiel, le modèle à un pôle est suffisant.

  • Limitation de la vitesse de variation de la tension de sortie (vitesse limite, selw-rate)

  • Bruit propre à l'amplificateur (cliquez ici pour consulter le document consacré au bruit).

  • Dépendance en température des gains en modes différentiel et commun.

  • Dépendance des gains en modes différentiel et commun en fonction de l'alimentation.