Amplificador operacional

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UFSM – CT – DELC  

O Amplificador 
Operacional 
Parte I 

Giovani Baratto 
6/26/2007 
 

Introdução 
 
Neste  texto,  o  amplificador  operacional  será  considerado  como  uma  caixa  preta.  Estamos 
interessados  em  compreender  o  seu  funcionamento  sem  estudar  os  seus  componentes: 
transistores, resistores, capacitores. 
O  amplificador operacional  foi  um  dos  componentes  básicos  dos  computadores  analógicos.    O 
nome  operacional  devia‐se  ao  seu  uso  na  implementação  de  operações  matemáticas.  Hoje  o 
nome  operacional  continua,  mas  este  componente  é  usado  em  uma  grande  quantidade  de 
aplicações. 
O  símbolo  do  amplificador  operacional  é  apresentado  na  Figura  1.  O  símbolo  é  um  triângulo, com 
dois terminais de entrada (+) e (‐) à esquerda e uma saída, desenhada à direita do símbolo.  
 

+
 
Figura 1 – Símbolo do amplificador operacional. 

 
Na  Figura  2,  são  apresentadas  as  tensões  e  correntes  de  um  amplificador  operacional.  Foram 
adicionados  ao  símbolo  do  amplificador  operacional  dois  terminais  para  a  alimentação  do 
dispositivo.  O circuito  é  alimentado  por  duas  fontes  de  tensão  VCC.  Não  é  necessário,  mas 
geralmente  as  fontes  de  tensão  para  a  alimentação  do  amplificador  operacional  são  simétricas.  A 
referência  para  as  tensões  do  circuito  será  entre  as  fontes  do  circuito.  As  correntes  serão 
consideradas  positivas  se  estiverem  entrando  no  amplificador  operacional,  como representadas 
na  figura.  O  amplificador  operacional  possui  um  ganho  de  tensão  A.  O  ganho  de  tensão  é  da 
ordem de 100.000 ou mais. O amplificador operacional possui uma resistência de entrada elevada, 
da  ordem  de  1  MΩ  ou  mais.    A  resistência  de  saída  do  amplificador  é  baixa,  normalmente  da 
ordem de dezenas de ohms. A tensão de saída vo é dada por: 
 Nesta equação, vp e vn são as tensões presentes nas entradas (+) e (‐), respectivamente. 

ic+
ip
+
vp in
+

+vcc
+

-

vcc
+

-

-vcc

vn
0V

+

io

+

vo

vcc

ic-

-

-

-

 
Figura 2 – Tensões e correntes em um amplificador operacional. 

 
A  curva  de  transferência  de  tensão  para  um  amplificador  operacional  é  apresentada  na  Figura  3. | menores ou iguais a 
Ela possui uma região linear, para diferenças de tensões na entrada |
⁄ .  Quando  a  tensão  de  entrada  é  maior  que  este  valor,  a  saída   satura  em  um  valor 
.  A  tensão 
 é  próxima  à  tensão  de  alimentação  .  Utiliza‐se  normalmente  a  região 
linear  no  funcionamento  do  amplificador  operacional.  Nesta  região,  a  diferença  de  tensão  na entrada  do  amplificador  operacional  é  pequena,  pois  o  ganho  deste  é  elevado.  Para  um 
amplificador  operacional  alimentado  com  uma  fonte  dupla  de 30  V  e  com  ganho  de 100.000 V/V, 
a  máxima  diferença  de  tensão  nos  terminais  de  entrada  do  amplificador  deverá  ser  de 30/
100.000  300 μ .  Ou  seja,  para  o  amplificador  operacional  trabalhar  na região  linear,  a  tensão 
.  Esta  é  a  chamada  condição  de  curto  circuito  virtual.  A  corrente  nas  entradas  de  um 
amplificador  operacional  é  pequena,  pois  a  resistência  de  entrada  é  elevada.  Isto  nos  permite 
escrever  que 
0  .  Isto  é  como  se  as  entradas  do  amplificador  operacional  estivessem 
.  Esta 
abertas.  A  corrente  de  saída  do  amplificador operacional  é  dada  por: 
corrente  pode  ser  elevada,  mesmo  para  pequenas  correntes  na  entrada  do  amplificador 
operacional.  
A curva de transferência de tensão para um amplificador operacional é dada por: 
 

,
,       
,
 

 

Vo (V)
+vcc
+vsat

Saturação Positiva

Região linear
+vsat/A
A(vp‐vn) (V)
‐vsat/A

Saturação Negativa

‐vsat
‐vcc
 ...
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