Cuando conecto mi opamp a una batería de 9 voltios (como en la imagen de abajo), obtengo 8 voltios del pin de salida. Da la misma lectura cuando adjunto los pines de inversión y de no inversión al riel de 9 voltios. ¿No debería estar más cerca de 0 voltios o unos pocos milivatios?
¿Por qué el opamp se comporta de esta manera? ¿Está roto?
Gracias de antemano.
Como dijo Oli, en el primer caso está operando fuera de especificación, ya que el rango del modo común de entrada no se extiende a la fuente positiva. En el segundo caso, las entradas simplemente flotan, por lo que no sabes en qué voltaje terminan.
Sin embargo, incluso si tuviera que acortar las dos entradas y mantenerlas en algún lugar dentro del rango válido, como 4.5V, probablemente no obtendría 0V. Esto se debe a que el opamp no es perfecto y tiene un poco de voltaje de compensación de entrada . Esto es esencialmente un pequeño error de voltaje agregado a una de las entradas. Digamos, por ejemplo, que este diafragma este día a esta temperatura en esta tensión de entrada tiene una compensación de entrada de 2 mV. Cuando une las dos entradas, el opamp verá esta entrada de 2 mV en lugar de la entrada real de 0V. Esa entrada aparente se multiplicará por la ganancia de bucle abierto del opamp, que probablemente sea de al menos 100k. 2mV * 100k = 200V. Obviamente, este amplificador no puede producir 200 V, por lo que impulsará su salida en la medida de lo posible hacia el riel de suministro positivo.
Tenga en cuenta que el desplazamiento de entrada también podría haber sido -2mV, en cuyo caso la salida iría lo más lejos posible hacia el riel de suministro negativo.
El voltaje de compensación de entrada es una realidad de los sistemas operativos, y es uno de los problemas que deben considerarse al diseñar un circuito con ellos.
En ambos casos, la salida estará indefinida, ya que la estás utilizando fuera de especificaciones.
Para que funcione correctamente como un amplificador, debe proporcionar retroalimentación negativa . Tal como lo tiene, funcionará como un comparador (una configuración válida) pero aún así deberá mantenerse dentro del rango de entrada del modo común. Por lo que sé, el 741 no es de entrada de riel a riel, por lo que establecer ambas entradas en un riel (por ejemplo, 9V) producirá resultados indefinidos.
Dejar las entradas flotantes como en el segundo diagrama también producirá resultados indefinidos, ya que habrá un ligero desplazamiento entre ellas que hará que la salida se sature (en cualquier dirección, cuál es impredecible)
Entonces, en cualquier caso, dado que no hay retroalimentación negativa para controlar la enorme ganancia del opamp, se saturará. En su caso, se está saturando en el riel positivo (o simplemente por debajo, ya que no es una salida riel a riel)
Para comprobar las especificaciones, consulte la hoja de datos 741 . Necesitará saber qué significa cada parámetro para usar opamps con éxito. Puede parecer un poco desalentador al principio, pero rápidamente capta cuáles son importantes para los diferentes requisitos del circuito.
Le sugiero que coja un buen libro sobre opamps y estudie las configuraciones comunes y cómo funcionan. Todo sobre circuitos tiene una buena sección en opamps para empezar.
Oli y Olin han explicado bien el hecho de que su salida está influenciada por el voltaje de compensación; La razón por la que su Opamp se satura a 8 V en lugar de a 9, es que es un opamp antiguo, no está diseñado para baja tensión, no es un opamp riel a riel.
Más detalladamente, significa que el circuito interno tiene una etapa de salida (transistor Q14, Q15, Q20 en la figura) con resistencias que ofrecen una protección de salida contra cortocircuito. Básicamente, la corriente en R6 determina el voltaje entre la base y el emisor de Q15, que drena la corriente de la base de Q14, por lo que básicamente limita la corriente de salida para evitar quemar componentes.
Pero eso también significa que la tensión de salida máxima alcanzable es
+ V - Vcesat - Vbe que es aproximadamente + V - 1V
Lo mismo se aplica a baja tensión, y eso significa que no es de riel a riel.