Confusión sobre el valor del voltaje de salida

Tu entendimiento es correcto. Si la entrada no inversora tiene -2 voltios, entonces, debido a la retroalimentación negativa del amplificador operacional, la entrada inversora también tendrá -2 voltios. Por supuesto, el 1N4148 tiene fugas y esto sangrará un poco de la corriente para hacer los -2 voltios en la entrada inversora. Sospecho que un mejor diseño tendría una resistencia de carga de 1 kohm (o 10 kohm, etc.) desde el cátodo de D2 a 0 voltios. Si se implementara esto, verías 0 voltios en la salida (dentro de unos pocos microvoltios para un amplificador operacional perfecto).

Si la entrada no inversora fuera positiva, la entrada inversora seguiría esa señal positiva. Parece que este circuito está destinado a ser un rectificador de precisión o parte de algún circuito de muestreo y retención.

Pregúntese cuál sería el voltaje en V2 si D2 fuera reemplazado por, digamos, una resistencia \ $ 500M \ Omega \ $ ....

Debe recordar que en realidad un diodo es simplemente una resistencia no lineal. Normalmente pensamos que están en un estado conductor o no conductor, pero en realidad presentan una impedancia alta o baja según el voltaje que se encuentre entre ellos.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Lo anterior es un modelo de un diodo 1N4148 en el estado no conductor. Tenga en cuenta que el diodo también tiene una pequeña cantidad de capacitancia que reduce la impedancia de los dispositivos para señales que no son de CC. Como puede imaginar, de manera aislada, el voltaje de salida seguirá el voltaje de entrada en el pin Plus del amplificador operacional independientemente de la polaridad. Sin embargo, el circuito sería increíblemente sensible al ruido ya que el bucle de realimentación está casi flotando.

Para que su circuito funcione correctamente, debe agregar una resistencia desplegable como se muestra a continuación. La resistencia proporciona efectivamente una corriente de retorno suficiente para inundar la resistencia del diodo polarizado y mantener la salida cerca de cero voltios. Tenga en cuenta que dije que cerca, nunca será realmente cero, ya que siempre habrá un efecto divisor de resistencia en la salida del amplificador operacional. Cuanto más pequeña sea la resistencia, más cerca estará.

^{simular este circuito}

NOTA 1: cuando se aplica un voltaje negativo al circuito anterior, la salida del amplificador operacional se saturará en el riel negativo. Esa saturación tendrá un efecto en el tiempo de respuesta de este circuito. Por lo tanto, este circuito no se recomienda para señales bipolares de alta frecuencia. Además, con algunos dispositivos, conducir hasta el riel puede hacer que el op-amp se "bloquee".

NOTA2: Dado que los circuitos como este rara vez funcionan de manera aislada, la resistencia intrínseca a tierra puede proporcionar el arrastre hacia abajo, independientemente de lo que esté conduciendo este circuito.

Una gran cantidad depende exactamente de lo ideal que sean su amplificador operacional y su diodo. Supongo que los números de pieza en su circuito son simplemente valores predeterminados insertados desde la herramienta de entrada de esquemas, y no aparecen en el problema original.

Espero que el problema requiera que usted razona de este modo: sin corriente a través del diodo, la tensión a través de él es cero, por lo que la salida es igual a la entrada, por lo que la entrada diferencial es cero, por lo que la salida es cero .

Esto está claramente mal. Si la salida es cero, el diodo tiene polarización directa y su resistencia equivalente es cero (independientemente del flujo de corriente), por lo que la entrada será 0, en lugar de -2.

Sin embargo, si el amplificador operacional (siendo ideal) tiene una ganancia infinita y una impedancia de entrada infinita y corrientes de polarización cero, entonces la salida puede ser cualquier voltaje de -2 o menos, y aún así satisfacer las ecuaciones relacionadas con el amplificador. Después de todo, -2 dividido por el infinito (la ganancia) es igual a cero, pero también lo es -5 o -10.