¿Por qué la diferencia de voltaje cero del amplificador operacional? [duplicar]

Lo principal que casi siempre está mal expresado o mal entendido en todos estos ejemplos es el hecho de que las entradas cercanas o incluso idénticas no son un efecto del amplificador sino un efecto de retroalimentación negativa. Se supone que el amplificador es ideal para simplificar la discusión.

Un amplificador operacional ideal sin retroalimentación negativa NO tendrá entradas idénticas.

Lo que su profesor quiere decir con la declaración de impedancia de entrada es que si hay una impedancia de entrada mensurable, habrá una diferencia de potencial entre los pines y el elemento diferencial real dentro del chip. esto se manifiesta como un voltaje de compensación de una entrada en comparación con la otra, que se amplifica y se manifiesta como un desplazamiento en la salida.

La ganancia de un amplificador operacional por lo general es muy alta (en el orden de decenas o cientos de miles en CC a frecuencias moderadas a bajas, por lo tanto, si la salida del amplificador operacional no se detiene al final contra los rieles eléctricos, es una suposición razonable para decir que la diferencia de voltaje de entrada es Vout / 100,000 por ejemplo.

Si | Vout | es tal vez de 10 voltios o menos, la diferencia de voltaje de entrada será de 0.1 mV o menos. En todo el esquema de cosas, 0.1 mV no es mucho y probablemente al menos igual al error de voltaje de compensación de entrada que exhiben la mayoría de los amplificadores operacionales.

Si el amplificador operacional se está comportando de manera lineal, la retroalimentación negativa mantiene al terminal de entrada inversor en sustancialmente el mismo voltaje que la entrada no inversora. Si el amplificador operacional tuviera impedancias moderadas a tierra (en la entrada), estas impedancias pueden modificar la ganancia del circuito a partir del ideal. Sin embargo, estos no alterarán (por sí solos) la condición de que las entradas sean sustancialmente iguales, por lo que tal vez indague en lo que dijo su profesor o tal vez esté malinterpretando su significado.

Una forma de entender OPAMP de una manera intuitiva y simplista es considerar que funciona de la siguiente manera: Si v + > v- entonces Vout aumenta, de lo contrario Vout disminuye.

Veamos qué sucede si v + = 4 V y v- = 2 V. En este caso, Vout aumentará hasta el voltaje Vcc (voltaje de la línea de alimentación positiva, máximo). Esto es lo que sucede cuando usamos un OPAMP como un comparador. Puede ver que la alta impedancia NO causa una pequeña caída de voltaje.

Por el contrario, veamos qué sucede cuando hay retroalimentación negativa, por ejemplo, cuando lo usamos como amplificador. En este caso v- es una fracción de vout. Por ejemplo, tengamos un amplificador no inversor donde v- = 0.2 * vout. Establecemos v + = 1 V. Suponiendo que la salida de OPAMP está en 0 V al principio (y por lo tanto v- = 0.2 * 0 = 0), la salida aumentará rápidamente (y así v-) hasta que v- = v + (= 1 V en este ejemplo) y en ese punto se resolverá vout (Vout será 5 V).

Por lo tanto, las condiciones que nos permiten considerar que v + = v- es retroalimentación negativa combinada con un Vout debajo de VCC y Vout sobre VEE (fuente de alimentación negativa).

Esta es una explicación un poco simplista, por supuesto, pero te permite analizar circuitos con OPAMP ideal. Técnicamente, un OPAMP es un amplificador diferencial de ganancia muy alta (pero no infinito), y por lo tanto v- no se asentará exactamente en v + pero realmente cerca.