Pro-amp y problema de diodo ideal: determine Vout como una función de Vin

Cuando tenga un problema al analizar un circuito como este en un estado particular, comience anotando los voltajes y las corrientes que sí conoce en el esquema, luego vea si puede averiguar de qué se trata el resto. A medida que descubras más, debería ser posible descubrir aún más. Eventualmente descubres todo el circuito.

En este ejemplo, desea examinar qué sucede con la entrada negativa. Establezca la fuente de voltaje en -1 V. Esto obviamente hace que la entrada opamp + también sea -1 V. Todavía no sabe qué hacen la salida opamp y el diodo. Comience asumiendo que el diodo es un circuito abierto y vea a dónde va. Debería poder ver el voltaje en el indicador de entrada, luego de la inspección. Ahora tienes ambas entradas opamp, por lo que deberías poder ver qué está haciendo la salida. Ahora conoces ambos extremos del diodo. ¿Es realmente inverso sesgado como lo asumimos, o es sesgo hacia adelante y por lo tanto necesitamos revisar nuestro supuesto de la tensión de entrada opamp? De cualquier manera, llegas a una condición estable donde conoces todos los voltajes y deberías poder ver lo que está pasando.

Dado que el op-amp se considera ideal, para una entrada por debajo de 0 V, la tensión de salida debería aumentar (en una dirección negativa) hasta que el op-amp esté equilibrado. Dado que el diodo no se considera ideal, eso sucederá cuando el diodo se descomponga en reversa (quizás unos cientos de voltios, o más, dependiendo del diodo), a menos que el voltaje de entrada sea lo suficientemente bajo como para que satisfaga los op-amp apetito por el equilibrio.

En realidad, un amplificador operacional no puede suministrar voltajes más allá de sus carriles de suministro (que no se ven aquí), y el diodo podría clasificarse para descomponerse a un voltaje más alto, por lo que la salida del amplificador operacional se ubica cerca del riel negativo (' saturado ') y el diodo está polarizado en sentido inverso (también conocido como "apagado") con solo un poco de corriente de fuga (normalmente, algunos nA) fluye.

Los feos amplificadores operacionales de realidad pueden tener un comportamiento pobre (y mal caracterizado) cuando se les permite saturar, tiempos de recuperación muy largos para equilibrarse nuevamente (debido en parte al circuito de compensación interno IIRC). Además, este circuito permite que la tensión de entrada diferencial del amplificador operacional sea grande para las entradas negativas grandes (que resultará en la conducción entre las entradas en muchos amplificadores operacionales bipolares modernos, por lo que no funcionará bien como rectificador si la entrada consigue por debajo de -600mV). También requiere un suministro negativo en el amplificador operacional, es un circuito bastante horrible en una gran cantidad de formas diferentes.