Opamp no idealidades

El voltaje de compensación es un error inevitable en la construcción de un opamp. Nadie lo "coloca" en ningún lado. Los fabricantes hacen todo lo posible para reducirlo, pero, por supuesto, no pueden hacerlo cero.

Tampoco tiene sentido preguntar si el voltaje de compensación aparece en la entrada positiva o negativa. El desplazamiento está entre las dos entradas. Un opamp idealmente hace:

  Salida = Ganancia (Pos - Neg)

En realidad, lo hace:

  Salida = Ganancia (Pos - Neg + Ofs)

El error de compensación no se agrega específicamente a ninguna de las entradas. Es un error resultante de encontrar la diferencia entre las dos entradas. Por lo tanto, no puede decir si aparece solo en la entrada positiva o negativa, y de todos modos no podría notar la diferencia.

El desplazamiento se debe principalmente a la falta de coincidencia en los 2 dispositivos que forman el par diferencial en la entrada del amplificador operacional. La compensación es diferencial, lo que significa que se aplica a la diferencia de voltaje entre los terminales inversor y no inversor. Por conveniencia, la compensación a menudo se refiere a la terminal no inversora y se modela como una fuente de voltaje en serie con la entrada diferencial (ideal).

Para encender un transistor se necesitan unos cientos de milivoltios. Hay dos transistores que están en las entradas de un amplificador operacional; uno conectado a la entrada no inversora y otro a la entrada inversora. Si estos transistores fueran idénticos, tendrían características de voltaje de entrada idénticas y el voltaje de compensación de entrada (es decir, la diferencia entre las dos características) sería cero.

Entonces, el voltaje de compensación de entrada es una medida de la diferencia entre las características de los dos transistores. Esto significa que es arbitrario pensar que ese voltaje de "error" está en una terminal u otra.

Lo mismo ocurre con las corrientes de polarización de entrada: idealmente, ambos transistores de entrada necesitarían la misma cantidad de corriente de polarización para activar una cantidad determinada (estoy pensando particularmente en los BJT aquí porque necesitan una corriente de polarización de base pequeña).

Pero generalmente siempre hay una diferencia y esto se llama corriente de "compensación" y, nuevamente, es arbitrario en cuanto a qué entrada elige considerar esta corriente de compensación como emanando desde / hacia.

Tomemos como ejemplo la configuración clásica del amplificador inversor con la ganancia de bucle cerrado de (-R2/R1).

Caso (a) : conecte un pequeño voltaje de CC Voff = 1 µV entre el no inv. entrada y tierra; Caso (b) : Conecte la misma fuente de voltaje entre el inv. terminal de entrada y el nodo común de ambas resistencias de retroalimentación.

Calcule para ambos casos el voltaje de salida de CC resultante (para una ganancia de bucle abierto ideal Aol que se acerca al infinito. En ambos casos, el resultado será idéntico (ganancia de ruido):

Vsal=Vo(1+R2/R1)

En el modelo del amplificador operacional como un amplificador operacional ideal con un voltaje Vos colocado en serie con la entrada no inversora, tiene algo como esto:

El Vos en este caso se suma a la entrada de la entrada no inversora, por lo que un Vos positivo hace que la salida del amplificador sea más positiva. Si lo mueve a la entrada no inversora, el resultado será idéntico desde todas las apariencias externas, sin embargo, deberá dibujarlo 'volteado' para que se reste del voltaje de entrada inversora para mantener el mismo signo.