Impedancia de entrada de un amplificador operacional

Es una de las reglas. Para un opamp ideal va eso

• la impedancia de entrada es infinita (la corriente de entrada es cero)
• la ganancia es infinita
• la impedancia de salida es cero
• el voltaje de compensación de entrada es cero

Si estos requisitos no se cumplen, varios circuitos opamp básicos no funcionarían. Tomemos por ejemplo el amplificador inversor.

Lafuncióndetransferenciaes

\$\mathrm{V_{OUT}=-\dfrac{R_f}{R_{IN}}\cdotV_{IN}}\$

comosederivaen esta respuesta . La prueba se basa en la impedancia de entrada infinita, pero no puede explicar la función de transferencia basada en ambas entradas iguales, porque eso no es una propiedad del opamp! Las llamadas pruebas que parten del hecho de que la entrada de inversión está en el suelo no son válidas.

Tenga en cuenta que las opciones de entrada de FET funcionan mejor que sus contrapartes de entrada BJT. El primero tendrá una entrada de entrada de pA actual, mientras que para el segundo esto puede ser de varios \ $ \ mu \ $ A.

Más información:
Opamps para todos

Una impedancia de entrada muy alta nos acerca a un amplificador operacional ideal. Las características de un amplificador operacional ideal son:

• ancho de banda infinito
• ganancia infinita
• Resistencia de entrada infinita

El op-amp ideal existe porque usarlo como base para el análisis proporciona varios atajos valiosos que simplifican las matemáticas involucradas. La resistencia de entrada infinita es importante porque garantiza que no ingrese corriente en el amplificador operacional. Esto simplifica el análisis de los circuitos op-amp de retroalimentación.

Además, la alta impedancia de entrada es deseable en la mayoría de las circunstancias. Permite que una señal con una unidad muy débil se lea correctamente por el amplificador operacional y se amplifique. Si tuviera una baja impedancia de entrada, el amplificador operacional reduciría el voltaje de la señal débil y no la amplificaría adecuadamente.

Cuanto mayor sea la impedancia de entrada, menor será la probabilidad de que la propia pantalla afecte la señal de entrada.

Piense en la impedancia de entrada y salida como un divisor de voltaje formado por dos resistencias. La impedancia de entrada del opamp es la resistencia inferior, mientras que la impedancia de salida de cualquier dispositivo que alimente el opamp es la resistencia alta.

El mejor caso es cuando la impedancia de salida es muy baja, mientras que la impedancia de entrada es muy alta. En este caso, el divisor de voltaje apenas está bajando el voltaje.

El peor caso es cuando la impedancia de salida es super alta y la impedancia de entrada es super baja. Entonces, la señal se puede dividir a 1/100 del voltaje original, o peor.

Por lo tanto, es mejor si la entrada al opamp tiene la mayor impedancia posible.

Hay casos en los que es posible que desee una impedancia de entrada más baja. Pero en estos casos, por lo general solo coloca una resistencia de carga en la señal de entrada y no confía en que opamp lo haga por usted. Su resistencia de carga (o resistencia de terminación, o lo que sea) tendrá tolerancias más altas que las que le dará normalmente el opamp.

Las respuestas son todas buenas, pero hay un concepto más básico y más importante detrás de eso, en parte explicado por David.

El Op-amp, al menos el tipo más común de op-amp, es un componente de entrada de voltaje, salida de voltaje: significa que toma un voltaje como entrada, realiza alguna operación y escupe otro voltaje.

Leer un voltaje requiere conectar un instrumento a la fuente de voltaje, como lo haría con un voltímetro: este instrumento debe ponerse en paralelo (tiene que leer el mismo voltaje) con la fuente en sí, y verá una corriente encendida. Eso depende de la resistencia de entrada del propio instrumento, en este caso el amplificador operacional. La corriente también fluirá en la resistencia de salida de la fuente, como se muestra en la imagen:

La corriente en la resistencia causará una caída en el voltaje de entrada al amplificador operacional, que ya no será igual a la fuente: no queremos eso.

Entonces, si el amplificador operacional tiene una resistencia infinita, la corriente en la entrada será cero y la tensión de lectura será Vg, según se desee. Por supuesto que es una condición ideal, pero cuanto más alto mejor.