Impedancia de entrada del amplificador operacional

Question

Impedancia de entrada del amplificador operacional

Física
comentario
Impedancia de entrada
amplificador operacional

pr871

Estaba leyendo el siguiente tutorial de Analog Devices:

https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-040.pdf

Incluyen la siguiente imagen y estado:

En la mayoría de los circuitos de amplificadores operacionales, la impedancia de entrada inversora se reduce a un valor muy bajo debido a la retroalimentación negativa, y solo son importantes Zcm+ y Zdiff.

No entiendo este punto. ¿Cómo es Zcm- inundado por la retroalimentación negativa y cómo es posible que se reduzca a un valor bajo? Entonces, la salida de un seguidor tendría que suministrar una gran corriente al terminal de entrada inversora, lo que obviamente no es el caso. Para mí, tendría más sentido decir que Zdiff se inicia mediante retroalimentación negativa y, por lo tanto, Zcm+ y Zcm- son las únicas impedancias significativas.

¿Qué quiere decir Analog Devices con esta cita?

Tony Estuardo EE75

Bootstrap aumenta la impedancia de entrada por retroalimentación positiva menos que la unidad en el sesgo BJT. neg FB usa resistencias para hacer que Vin- anule la entrada externa con respecto a Vin+ el nulo virtual. Ese Rfb reduce la impedancia de entrada de CM. Pero la tierra virtual hace que la impedancia diferencial se acerque a 0 ohmios siempre que la salida sea lineal y pueda forzar la entrada Vdiff = 0

LvW

@ pr871 ¿Reconoció que las grandes resistencias de modo común están EN PARALELO a la diferencia? resistencia (que se reduce drásticamente debido al efecto de retroalimentación negativa)?

pr871

@LvW No, no reconozco que las grandes resistencias de modo común están en paralelo con la diferencia. resistencia. Si la entrada no inversora está conectada a tierra (como en una configuración inversora), estoy de acuerdo en que Zcm- está en paralelo con Zdiff y estas impedancias (combinadas con la impedancia de la fuente Norton) se reducen aún más por la cantidad de retroalimentación, lo que hace que el amplificador inversor tiene una impedancia de entrada cercana a 0. Pero, ¿qué pasa con un seguidor de voltaje, donde la retroalimentación actúa para aumentar la impedancia de entrada? ¿Zcm- todavía se reduce a un valor muy bajo como dice el artículo?

Respuestas (3)

Impedancia de entrada del amplificador operacional

Bootstrap aumenta la impedancia de entrada por retroalimentación positiva menos que la unidad en el sesgo BJT. neg FB usa resistencias para hacer que Vin- anule la entrada externa con respecto a Vin+ el nulo virtual. Ese Rfb reduce la impedancia de entrada de CM. Pero la tierra virtual hace que la impedancia diferencial se acerque a 0 ohmios siempre que la salida sea lineal y pueda forzar la entrada Vdiff = 0
@ pr871 ¿Reconoció que las grandes resistencias de modo común están EN PARALELO a la diferencia? resistencia (que se reduce drásticamente debido al efecto de retroalimentación negativa)?
@LvW No, no reconozco que las grandes resistencias de modo común están en paralelo con la diferencia. resistencia. Si la entrada no inversora está conectada a tierra (como en una configuración inversora), estoy de acuerdo en que Zcm- está en paralelo con Zdiff y estas impedancias (combinadas con la impedancia de la fuente Norton) se reducen aún más por la cantidad de retroalimentación, lo que hace que el amplificador inversor tiene una impedancia de entrada cercana a 0. Pero, ¿qué pasa con un seguidor de voltaje, donde la retroalimentación actúa para aumentar la impedancia de entrada? ¿Zcm- todavía se reduce a un valor muy bajo como dice el artículo?

jim fischer · Answer 1

Además de los otros comentarios y respuestas que ha recibido, eche un vistazo a la Figura 5 en esta página web:

https://masteringelectronicsdesign.com/buildi-an-op-amp-spice-model-from-its-datasheet/

La Figura 5 no muestra las fuentes de corriente IB+ e IB+ pero sus resistencias Rin1 y Rin2 corresponden a Zcm+ y Zcm-, respectivamente, y su resistencia Rin corresponde a Zdiff. Al volver a dibujar la Figura 5 con énfasis en el amplificador operacional + la etapa de salida (la fuente de voltaje controlada por voltaje dependiente VCVS) y la ruta de retroalimentación negativa se obtiene el siguiente esquema.

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Tenga en cuenta que la resistencia $R_2$ está en paralelo con las impedancias de entrada del amplificador operacional $R_{\text{in2}}$ , $R_{\text{in}}$ , $R_{\text{in1}}$ , etc, y cuando $R_2$ El valor de es mucho menor que la impedancia de entrada del amplificador operacional que tenemos:

R_{2} | | (R_{en 2}, R_{en}, R_{En 1}, . . .) \approx R_{2}

$R_2\;||\;(R_{\text{in2}}, R_{\text{in}}, R_{\text{in1}}, ...) \approx R_2$

También tenga en cuenta que VCVS y la IB de "corriente de polarización" del amplificador operacional (no se muestra) influyen en el potencial de voltaje en la entrada inversora del amplificador operacional. Cuando la resistencia de R2 es pequeña en comparación con la impedancia de entrada del amplificador operacional, la influencia de IB en la entrada inversora es "inundada" por VCVS, R1 y R2.

V_{EN-} \approx VCVS \frac{R_{2} | | (R_{en 2}, R_{en}, R_{En 1}, . . .)}{R_{afuera} + R_{1} + (R_{2} | | (R_{en 2}, R_{en}, R_{En 1}, . . .))} |_{R_{2} ⋘ (R_{en 2}, R_{en}, R_{En 1}, . . .)} \Rightarrow V_{EN-} \approx VCVS \frac{R_{2}}{R_{afuera} + R_{1} + R_{2}}

$V_{\text{IN-}} \approx \text{VCVS} \frac {R_2\,||\,(R_{\text{in2}},R_{\text{in}},R_{\text{in1}},...)}{R_{\text{out}} + R_1 + (R_2\,||\,(R_{\text{in2}},R_{\text{in}},R_{\text{in1}},...))} \bigg\rvert_{R_2 \lll (R_{\text{in2}},R_{\text{in}},R_{\text{in1}},...)} \\ \Rightarrow V_{\text{IN-}} \approx \text{VCVS} \frac {R_2}{R_{\text{out}} + R_1 + R_2}$

Por lo que vale, esa hoja de datos de Analog Devices MT-040 no define claramente ni proporciona valores típicos para las "corrientes de polarización" IB- e IB+, lo que solo crea confusión. Suponiendo que IB es la corriente de fuga inversa muy pequeña (del orden de nanoamperios) que fluye a través de los diodos de base de colector con polarización inversa de los dos BJT cuyas bases están conectadas a las entradas inversora (IB-) y no inversora (IB+), que la corriente IB es tan pequeña que VCVS, R1 y R2 pueden dominar fácilmente el potencial de voltaje en la entrada inversora del amplificador operacional si el valor de resistencia de R2 es mucho menor que la impedancia de entrada del amplificador operacional. Por ejemplo, agregue una fuente de corriente independiente en el nodo IN- (la entrada inversora del amplificador operacional) cuyo amperaje sea, digamos, 10 nA, y vea qué efecto tiene sobre el potencial de voltaje en IN-.

Sólo yo · Answer 2

Esto se debe a que la entrada negativa es alimentada por una red de resistencias de retroalimentación de muy baja impedancia. Incluso 1 kohm es bajo en comparación con el rango de megaohmios-teraohmios. Es posible que los búferes de ganancia unitaria ni siquiera tengan resistencias, por lo que es impulsado por la salida que podría tener un rango de 0,1 a 10 ohmios.

Esta no es la explicación correcta ya que solo ha considerado la RED de retroalimentación, pero no el EFECTO de retroalimentación. Fue este efecto el que redujo la resistencia de entrada en un factor muy grande k=(1+ganancia de bucle).

analogsystemsrf · Answer 3

El Vin- está etiquetado como "Tierra virtual" porque con un Opamp que tiene Avol (bucle abierto) de 1,000,000 y un Vout de 1 voltio, el Vin- estará como máximo a 1 microvoltio de CERO.

Si el opamp tiene un voltaje de compensación cero y otras idealidades.

Ese Vin extremadamente bajo (por ejemplo, 1uV) es la razón por la cual la impedancia de entrada es tan baja.

Ejemplo: topología de ganancia inversora, Rin = 10Kohm, Rout = 100Kohm; con un voltio de entrada y (-) 10 voltios de salida, si Avol(DC) es 1,000,000, entonces el Vin será 10voltios/1,000,000 o 10 microvoltios.

Sin embargo, la corriente que fluye a través de Rin es 1v/10Kohm = 100 microamperios. ¿Qué es el Rin aparente?

Rin = Vin-/I_in = 10uV/100uA = 0,1 ohmios

Impedancia de entrada del amplificador operacional

pr871

Tony Estuardo EE75

LvW

pr871

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jim fischer

Sólo yo

LvW

analogsystemsrf

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