Amplificador operacional, o que é? Funcionamento e aplicações!

Escrito na categoria "Componentes eletrônicos" por Pedro Alves.

Você já ouviu falar em amplificador operacional e para que ele serve? Este é um componente muito usado na eletrônica, mas que algumas pessoas ainda tem dúvidas sobre este assunto. Para te ajudar, o Manual da Eletrônica fez este conteúdo que explica o que é um amplificador operacional e como ele funciona, além de apresentar as principais características de um amplificador operacional e as suas respectivas aplicações. Então, bora aprender eletrônica!

O que é amplificador operacional?

Também conhecido como amp-op, o amplificador operacional é um componente eletrônico capaz de amplificar sinais e realizar operações matemáticas, como por exemplo soma, subtração, multiplicação, derivação e integração.

São muitos os modelos de amplificadores operacionais, sendo que o mais conhecido é o circuito integrado LM741! Além deste modelo, também podemos citar os circuitos integrados LM393 e LM324.

Características e aplicações do amplificador operacional.

Pinos de conexão dos CIs LM 324, LM393 e LM 741.

Principais características do amplificador operacional

Antes de mencionar as principais características de um amplificador operacional, é importante destacar que alguns aspectos são específicos de cada modelo, portanto, sempre consulte o datasheet do componente!

O amplificador operacional possui uma estrutura relativamente simples! É um componente eletrônico compacto, que internamente é composto por resistores, capacitores e transistores.

Basicamente, ele tem duas entradas, que é a inversora, identificada pelo sinal negativo (-), e a entrada não inversora, identificada por um sinal positivo (+). Além disso, o amplificador operacional tem uma saída (Vo), uma alimentação positiva (+Vcc) e a alimentação negativa (-Vcc).

O que é amplificador operacional e como funciona!

Estrutura básica de um amplificador operacional.

Dentre as principais características de um amplificador operacional, em condições ideais ele apresenta:

Características de um amplificador operacional ideal:

Na eletrônica existem os componentes ideias, que na verdade são a ideia de um componente perfeito, e não existem fisicamente! Saber as características de um componente deste é fundamental para entender o funcionamento do componente. Portanto, as características ideais de um amplificador operacional são:

Funcionamento de um amplificador operacional

O sinal na saída do amplificador operacional depende da diferença de potencial entre os sinais aplicados nas entradas inversora e não inversora, além do ganho deste amplificador, que depende da sua configuração! É importante lembrar que se o ganho for muito alto, o amplificador operacional satura e a máxima tensão de saída será de acordo com a sua alimentação.

Considerando a entrada inversora aterrada, ao aplicar um sinal na entrada não inversora, este mesmo sinal sai amplificado, ou seja, não é invertido. Porém, se a entrada não inversora estiver aterrada e um sinal for aplicado na entrada inversora, este mesmo sinal chega na saída amplificado e invertido. Também é bom destacar que o ganho do amplificador operacional pode ser controlado.

Para encontrar o valor do ganho, basta fazer a relação entre o valor obtido na saída pelo valor da entrada do amplificador operacional, ou seja, basta dividir o valor da saída pelo valor da sua entrada!

Um mesmo amplificador operacional pode ser configurado de diversas formas, e os seus modos de operação são:

Amplificador operacional com realimentação positiva

Um amplificador operacional configurado com a realimentação positiva está operando em malha fechada. Nesta configuração a entrada positiva do amplificador operacional é ligada na sua saída através do resistor RF. Também vale a pena lembrar que o amplificador operacional operando com a realimentação positiva não funciona como um amplificador de sinais, pois ele tem uma resposta não linear!

O que é amplificador operacional e como funciona!

Amplificador operacional com realimentação positiva.

Por causa dessa realimentação o ganho do amplificador operacional pode ser facilmente projetado, mas a desvantagem deste tipo de realimentação é a instabilidade no circuito, por isso ele é muito usado nos circuitos osciladores.

Amplificador operacional com realimentação negativa

O amplificador operacional com realimentação negativa também é muito simples! A sua ligação é o contrário da realimentação positiva, pois a saída do amplificador é reaplicada à entrada inversora através de RF. Com esta realimentação ele também tem a característica de operação em malha fechada, ou seja, o ganho do amplificador operacional é definido por R1 e RF, que pode ser facilmente projetado!

O que é amplificador operacional e como funciona!

Amplificador operacional com realimentação negativa.

É neste tipo de realimentação que acontece o curto-circuito virtual, onde o sinal aplicado na entrada não inversora é o mesmo na entrada inversora.

Amplificador operacional sem realimentação

Diferente dos modos de operação citados anteriormente, o amplificador sem realimentação está operando como malha aberta, pois o ganho do amplificador é estipulado pelo fabricante, ou seja, o ganho não pode ser controlado, sendo comumente utilizado em circuitos comparadores.

O que é amplificador operacional e como funciona!

Amplificador operacional sem realimentação.

Aplicações do amplificador operacional

São muitas as aplicações para um amplificador operacional! Além das aplicações citadas anteriormente, é possível destacar a seguintes aplicações:

Neste artigo comentamos muito sobre os ganhos do amplificador operacional, mas ele não é o único componente de possui um ganho! O transistor é um destes componentes que possui ganho, e caso você queira entender um pouco mais deste assunto, veja o vídeo a seguir do canal Mundo da Elétrica, vale a pena assistir!

Encerramos este artigo e esperamos que as suas dúvidas tenham sido esclarecidas! Se ainda tiver alguma dúvida sobre o tema, deixe nos comentários que vamos te responder e continue visitando os artigos do Manual da Eletrônica!

Sobre o autor

Autor Pedro Alves

Pedro Alves atua na área de eletricidade desde 2014 quando cursou Eletromecânica no SENAI. Se tornou eletricista especializado em comandos elétricos e instalações elétricas prediais no ano de 2015. Também é Técnico em Eletrônica pelo CEFET-MG. Trabalha como eletricista autônomo há mais de 4 anos e tem vasta experiência como editor de conteúdo para artigos técnicos na empresa Mundo da Elétrica.

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