Ganancia diferencial de un amplificador operacional y retroalimentación

En un amplificador operacional, sabemos por cursos básicos de electrónica que

vo = A(v1 - v2)

Suponiendo una gran ganancia diferencial y una salida finita, obtenemos que (v1-v2) es muy, muy pequeño, idealmente cero.

En un curso universitario estoy estudiando lo que hay dentro de un amplificador operacional. La primera etapa es una etapa diferencial (2 mosfets con fuentes en común y un generador de corriente debajo de ellos). Lo estamos estudiando mediante el uso de análisis de señal pequeña, supongo que porque en el futuro habrá retroalimentación negativa y, por lo tanto, una entrada diferencial muy, muy pequeña.

Ahora la pregunta, suponiendo que el siguiente razonamiento es correcto: la retroalimentación negativa reduce la entrada diferencial (se convierte en una señal pequeña) y la ganancia diferencial de la señal pequeña coincide con la ganancia A de los cursos de electrónica básica (esa "A" que usamos cuando operamos). amp es simplemente un objeto de 3 terminales). Pero cuando el circuito "se enciende", la retroalimentación sigue sin funcionar, es decir: en el momento exacto en que se enciende el circuito, alguna señal (no necesariamente una señal pequeña) llega a los terminales inversor y no inversor del amplificador operacional; el amplificador operacional amplifica esta señal (la señal aún no es pequeña, por lo que la ganancia aún no es A) y solo ahora se lleva una señal de salida a la entrada, lo que hace que la entrada diferencial sea pequeña. ¿Cuál es la expresión de la ganancia cuando la señal aún no es pequeña?

Imposible de decir porque en ese momento fugaz en el que se enciende el amplificador operacional, las subsecciones del amplificador operacional pueden hacer cosas extrañas o muy poco y la ganancia puede aumentar o ser baja. Depende totalmente del amplificador operacional específico y no de una situación teorizable.
Estás pensando demasiado en esto. No hay un "momento exacto" cuando un circuito se enciende; siempre hay una cantidad de tiempo distinta de cero durante la cual las fuentes de alimentación aumentan. El comportamiento de un circuito durante este tiempo depende mucho de los detalles del diseño y la velocidad de la transición.

Respuestas (1)

A no es importante. Para un opamp real, la A puede variar mucho. 9000 frente a 11000, por lo que basar su pequeña ganancia de señal en este número es una mala idea.

en un circuito real, A solo necesita ser lo suficientemente grande para que podamos hacer las suposiciones válidas para calcular la ganancia de señal pequeña en función de la retroalimentación negativa aplicada. Así es como lo haces. http://www.radio-electronics.com/info/circuits/opamp_basics/operational-amplifier-gain.php

En cuanto a las condiciones de inicio, no ha llegado tan lejos en su clase para ver el circuito opamp completo que se parece más a esto. https://i.stack.imgur.com/U9Gr4.png Como puede ver en el inicio, la salida es (casi) alta, pero en realidad su valor de inicio no es importante. Este valor inicial luego se propaga a través de la ruta de retroalimentación negativa y presenta su entrada al opamp. luego, el diferencial (v1 - v2) se amplifica cuando A presenta una nueva salida que luego se propaga nuevamente a través de la ruta de retroalimentación. La capacitancia parásita evita que la salida cambie instantáneamente, lo que evita que ocurra una oscilación con una red de retroalimentación lineal, como una red de resistencias.

No estoy seguro de lo que quieres decir en esa última frase. La estabilidad no tiene nada que ver con que la red de retroalimentación sea lineal. De hecho, los retrasos empeoran la estabilidad.