7. Amplificador sense inversió
ACTUAL - 7. Amplificador sense inversió
ANTERIOR- 6. Simulació per ordinador de circuits Op-amp
Amplificador sense inversió
Figura 29 - L’amplificador sense inversió
La figura 29 (a) il·lustra el document amplificador sense inversió, i la figura 29 (b) mostra el circuit equivalent.
La tensió d’entrada s’aplica a través de R1 a la terminal sense inversió.
Resistències d’entrada i sortida 7.1
El resistència d’entrada d’aquest amplificador es troba determinant l’equivalent Thevenin del circuit d’entrada. La resistència de la càrrega normalment és tal Rcàrrega >> Ro. Si no fos així, es reduiria el guany efectiu i el valor efectiu de Ro seria la combinació de paral·lels Ro amb Rcàrrega. Tornem a definir i R 'F = RF + Ro. Descuidarem R1, ja que és molt menor que Rin. Ara des de Rcàrrega >> Ro, podem reduir la figura 29 (a) a la forma simplificada de la figura 30 (a).
Figura 30 - Circuits reduïts per a la resistència d'entrada
Trobem l’equivalent Thevenin del circuit envoltat de la corba el·líptica, resultant en la figura 30 (b). A la figura 30 (c), la resistència a la dreta de 2Rcm es dóna per v/i '. Per tal d’avaluar-ho, s’escriu una equació de bucle per obtenir
(53)
Per tant,
(54)
La resistència d’entrada és la combinació paral·lela d’aquesta quantitat amb 2Rcm.
(55)
Recordeu que, R 'F = RF + Roi Rcàrrega >> Ro. Si conservem només els termes més significatius i ho notem Rcm és gran, l’equació (55) es redueix a
(56)
on tornem a utilitzar el guany de tensió de freqüència zero Go.
L’equació (56) es pot utilitzar per trobar la resistència d’entrada del amplificador opcional 741. Si substituïm els valors dels paràmetres tal i com es mostra a la Taula 1, es farà l'equació (56)
Tornem a utilitzar les hipòtesis que Rcm és gran, és a dir R 'F » RF i R 'A » RA. A continuació, es dóna la resistència de sortida d’un amplificador opcional 741
(57)
EXEMPLE
Calculeu la resistència d'entrada per al seguidor d'unitat-guany que es mostra a la figura 31 (a).
Figura 31 - Seguidor d'unitat-guany
Solució: El circuit equivalent es mostra a la figura 31 (b). Com assumim el guany de freqüència zero, Go, i la resistència en mode comú, Rcm, són alts, podem descuidar el terme 
comparat amb (1 +Go)Ri. L’equació (57) no es pot utilitzar des de llavors RA = 0. La resistència d’entrada es dóna a continuació
Normalment és igual a 400 MΩ o més, de manera que podem descuidar R1 (és a dir, estableix R1 = 0).
Guany de tensió 7.2
Volem determinar el guany de tensió, A+ per a l'amplificador sense inversió de la figura 32 (a).
Figura 32: amplificador sense inversió
Aquest guany està definit per
(58)
El circuit equivalent es mostra a la figura 32 (b). Si assumim RF>>Ro, Rcàrrega>>Ro i, el circuit es pot reduir a el que es mostra a la figura 32 (c). Si definim més endavant, llavors es mostren els resultats de la figura 32 (d).
Les condicions assumides són desitjables per evitar la reducció del guany efectiu. L'operació de prendre els equivalents de Thevenin modifica la font de tensió dependent i la font de tensió de conducció com a la figura 32 (d). Tingues en compte que
(59)
La tensió de sortida es dóna per
(60)
Podem trobar i aplicant KVL al circuit de la figura 32 (d) per obtenir
(61)
(62)
where
i 
implicant 
.
Resolució de l’actual, i, obtenim
(63)
El guany de tensió es dóna per la relació entre la sortida i la tensió d’entrada.
(64)
Com a comprovació d’aquest resultat, podem reduir el model a l’opper-amp ideal. Utilitzem el guany de freqüència zero Go, en lloc de G en Equació (64) i també les següents igualtat.
(65)
Quan ho deixem 
, Es converteix en l’equació (64)
(66)
que coincideix amb el resultat del model idealitzat.
exemple
Cerqueu el guany del seguidor unit-gain que es mostra a la figura 33.
Figura 33 - Unity guanyador de seguidorsSolució: En aquest circuit, 
, R 'A = 2Rcmi RF << R 'A. Assumim això Go és gran, 
, i establim R1 = RF. L'equació (64) es redueix a
(67)
so vfora = vin com s'esperava.
Amplificadors d’entrada múltiple 7.3
Ampliem els resultats anteriors en el cas de l’amplificador sense inversió amb múltiples entrades de tensió. La figura 34 mostra un amplificador sense inversió d’entrada múltiple.
Figura 34 - Amplificador sense inversió de múltiples entrades
Si les entrades v1, v2, v3, ..., vn s'apliquen a través de resistències d’entrada R1, R2, R3, ..., Rn, obtenim un cas especial del resultat general derivat al capítol "Amplificadors operacionals ideals", de la següent manera:
(68)
Escollim
(69)
per aconseguir un equilibri biaix. La resistència de sortida es troba a Equació (52).
Com a exemple específic, determinem la tensió de sortida de l’estiu de dues entrades de la figura 35.
(35)
La tensió de sortida es troba a Equació (68), de la manera següent:
(70)
Escollim 
per aconseguir un equilibri biaix. Si assumim RF = R1 = R2 = RA, llavors l’equació (70) es redueix a vfora = v1 + v2, que és un estiu de doble entrada per unitat.