I. Présentation
L'amplificateur opérationnel et un circuit intégré. Il est composé de différents éléments parmi lesquels des transistors, des diodes ou des résistances. Il possède deux entrées, une sortie des deux bornes nécessaires à son alimentation.
+Vcc et -Vcc sont deux tensions d'alimentation de l'AOP. En général, on ne les représente pas. Les valeurs usuelles sont +15V; -15V. On appelle E+ l'entrée non-inverseuse, E- l'entrée inverseuse et S la sortie. On définit la tension différentielle Vd = (V+) - (V-) et la tension de sortie Vs = Ad . Vd . Ad est l'amplification différentielle propre de l'AOP et est de l'ordre de 10^5. Cependant,même si Ad est très élevée, la tension de sortie ne peut dépasser +/-Vcc. L'impédance d'entrée est très élevée les courants d'entrée i+ et i- sont considérés comme nuls. L'impédance de sortie est très faible.
II. Fonctionnement en régime linéaire
Il est possible de réduire l'amplification différentielle afin que le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel se situe dans la zone où la tension de sortie est comprise entre les deux tensions d'alimentation, autrement dit que Vd la différence entre les potentiels V+ et V-, soit pratiquement nulles. Pour cela il convient de relier la sortie avec l'entrée inverseuse, cette liaison est parfois nommé contre réaction négative ou boucle de réaction négative, on réinjecte une partie de la tension de sortie sur l'entrée inverseuse. Sans indication contraire, lorsqu'il y a une contre réaction négative, la tension différentielle toujours nulle (Vd = 0 => (V+) - (V-) = 0 => V+ = V- ) . L'AOP fonctionne en régime linéaire.
A] Le montage suiveur
Ici, Vs=Ve . C'est un montage simple qui permet de savoir si votre amplificateur fonctionne bien.
B] Le montage Amplificateur inverseur
Ici, Vs=-Ve.R2/R1 .
C] Le montage amplificateur non inverseur
Ici, Vs=Ve.(1+R2/R1) .
D] Le montage sommateur inverseur
Ici, Vs=-(V1.R3/R1 + V2.R3/R2) .
E] Le montage sommateur non inverseur
Ici, Vs=2.(V1.R2+V2.R1)/(R1+R2) .
F] Le montage amplificateur de différence ou différentielle
Ici, Vs=V2.(R1+R2)/(2.R1) - V1 .
IV. Fonctionnement en régime de saturation
Lorsqu'il n'y a pas de contre réaction négative...
...ou une réaction positive.
L'amplificateur fonctionnement régime de saturation c’est à dire que la tension de sortie ne peut prendre que deux valeurs +Vsat ou -Vsat. On admet que les tensions de saturation sont égale aux tensions d'alimentation. Pour ce mode de fonctionnement, la tension de sortie ne dépend que du signe de Vd tel que :
Vd = V+ - V-
et de plus : Si Vd>0, on a: V+ - V->0, et donc: V+>V- alors Vs=+Vsat
- - - - - - - Si Vd<0, on a: V+ - V-<0, et donc: V+<V- alors Vs=-Vsat
A] le comparateur à un seuil
Si Ve > Vd => Vs=+Vsat.
Si Ve < Vd => Vs=-Vsat.
B] Le comparateur à deux seuil symétriques
C] Le comparateur à seuil asymétriques
