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Ce document présente une introduction complète à l'amplificateur opérationnel (AOP), un composant électronique fondamental. Il explore ses caractéristiques clés, ses différents modes de fonctionnement et ses applications pratiques. Le document aborde des concepts tels que l'impédance d'entrée et de sortie, la bande passante, la saturation, l'additionneur, le suiveur de tension, le multivibrateur astable et l'hystérésis. Il illustre ces concepts à travers des schémas et des exemples concrets.
Typology: Study notes
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École Polytechnique Universitaire de Nice Sophia-Antipolis Parcours des écoles d'ingénieurs Polytech (Peip) 1645 route des Lucioles, 06410 BIOT
Edition 2013-
Il se caractérise par deux entrées (une inverseuse, notée , une non inverseuse, notée +), une sortie et un gain A liés par la relation :
VS = A.(V 1 – V 2 ) = A.Vd
Vd
L’impédance d’entrée très grande (≥ 500 k), l’impédance de sortie est presque nulle et la bande passante part du continu.
Les premiers amplis opérationnels (réalisés à l’aide de tubes à vide) étaient destinés aux calculatrices analogiques, d’où leur nom.
Le gain est très grand ( 50000) ce qui signifie qu’un amplificateur opérationnel alimenté sous ± 15 V sature pour Vd = 300 μV!
Il est constitué de plusieurs montages de base : paire différentielle, miroirs de courant, amplificateur push-pull …
Tensions de base :
Tensions de base :
Courant IE1 :
T
0 d T E 1 S BE^1 2 V .exp V 2
I V I I .exp V
Courant IE2 :
T
0 d T E 2 S BE^2 2 V .exp V 2
I V I I .exp V
Courants normalisés en posant :
T
E 1 E (^2) d
E 1 0
E 1
V 1 exp V
1 I I
I I
I
T
E 1 E (^2) d
E 2 0
E 2
Vd
Tension VC1 : VC 1 VDDRC.IC 1 VDDRC.IE 1
Vd
T C 1 DD C^0 d 2 V .exp V 2 V V R .I Tension VC2 :
T C 2 DD C^0 d 2 V .exp V 2 V V R .I
d T d C^0 ie c 2 C fe b 2 C fe v 4 .V v R .I 2 .h v R .h .i R .h
Expression de hie hie hfe.ib
hie hfe.ib
B2 C
vd
vc
vc
T fe
C 0 B 0
T B V V ie BE V h
I I
V I h V CE CE 0
Expression de ib
2 ib
v h i 1 d ie b 2
Expression de vc
Expression du gain en tension
T
C 0 d
c 2
R .I v Av v
La tension VBE d’un transistor est imposée par une diode
En régime linéaire, le courant de collecteur est indépendant de VCE et donc de la valeur de la charge de collecteur
L’entrée du montage se trouve sur la base du transistor et la sortie sur la résistance d’émetteur. T
En régime de petit signal, le collecteur est à la masse. Ce montage réalise une adaptation d’impédance avec une résistance d’entrée élevée, une résistance de sortie faible et un gain égal à 1.
hie hfe.ib
ve R 5 vs
ib
L’entrée du montage se trouve sur la base du transistor et la sortie sur la résistance d’émetteur. T
En régime de petit signal, le collecteur est à la masse. Ce montage réalise une adaptation d’impédance avec une résistance d’entrée élevée, une résistance de sortie faible et un gain égal à 1.
hie hfe.ib
ve R 5 vs
ib
hie hfe.ib
vs
ve
ib
hie hfe.ib
ve R 5 vs
ib
(^) e (^) be 5 ie b^55 ib 5 L fe b^5 hie hfe R 5 //RL
h .i R //R. 1 h i i R V
Rs
Résistance d’entrée :
Résistance de sortie :
is
(^) ^
ie g fe 5
5 ie g s 5 ie feg s
s s 5 fe b 5
s s s s h R h R
R h R
Rv h^1 hR v
v
Rv^1 h i
v i R v
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ve R 5 vs
ib
(^) e (^) be 5 ie b^55 ib 5 L fe b^5 hie hfe R 5 //RL
h .i R //R. 1 h i i R V
Rs
Résistance d’entrée :
Résistance de sortie :
is
(^) ^
ie g fe 5
5 ie g s 5 ie feg s
s s 5 fe b 5
s s s s h R h R
R h R
Rv h^1 hR v
v
Rv^1 h i
v i R v
Entrée
Entrée Sortie
Entrée
Entrée Sortie
