OP-AMP ideal: ¿por qué el voltaje de salida no es cero?

Esto es lo que sé sobre el amplificador operacional ideal.

  • La ganancia de voltaje de lazo abierto es infinita.
  • El voltaje de salida viene dado por la siguiente v o = A ( v + − v − )
  • Sólo con un circuito de retroalimentación negativa es v + = v −

Mi consulta es con respecto al ciclo de retroalimentación negativa como se muestra a continuación:ingrese la descripción de la imagen aquí

Mis consultas son las siguientes:

  1. Claramente, v o = A ( v + − v − ) aún debe aplicarse y dado que v + = v − , ¿no debería el voltaje de salida v o = 0 ¿siempre?
  2. Desde v o = A ( v + − v − ) aún debe aplicarse, A sigue siendo la ganancia de voltaje de bucle abierto que para un amplificador operacional ideal es infinito. Entonces, ¿el voltaje de salida siempre sería infinito?
compensaciones de google en opamps
v- en realidad será muy ligeramente inferior a v+. De hecho, cuánto más bajo depende de la inversa de la ganancia del amplificador operacional. A medida que la ganancia tiende al infinito, la diferencia tiende a cero.
A es la ganancia de bucle abierto y es infinito como dijiste y yo i metro X → ∞ X × 0 puede ser algo

Respuestas (3)

Al analizar un circuito de amplificador operacional, no asumimos a priori que el voltaje de entrada diferencial es 0.

Suponemos que la ganancia del amplificador es muy grande y las impedancias de entrada son muy grandes.

Si luego configuramos un circuito de retroalimentación negativa, encontramos que luego, en el límite, a medida que las ganancias del amplificador operacional llegan al infinito, el voltaje de entrada diferencial irá a cero.

El voltaje de entrada diferencial no llegaría a cero si el voltaje de salida fuera siempre cero. (Y, por supuesto, en un amplificador operacional real, la ganancia no es realmente infinita y, por lo tanto, el voltaje de entrada no es realmente cero)

Punto principal: el voltaje de entrada llega a cero como resultado de que la ganancia es muy alta y el voltaje de salida toma un valor distinto de cero, no al revés.

ah Eso tiene mucho más sentido. Una cosa más. ¿Por qué solo cuando tenemos un circuito de retroalimentación negativa el voltaje de entrada diferencial llega a cero? Entiendo por qué eso es cierto, pero por qué no es cierto solo para el amplificador operacional de circuito abierto, ya que la ganancia aún es infinita allí.
Con bucle abierto, la salida sería solo la ganancia multiplicada por el voltaje de entrada (limitado por el voltaje de la fuente de alimentación). Con un bucle cerrado de retroalimentación negativa, una desviación de la entrada desde cero impulsa la salida de tal manera que hace que la entrada vuelva a cero.
ah Creo que ahora entiendo. Una última cosa, entonces, con un circuito de amplificador operacional de bucle abierto, el voltaje de salida sería extremadamente alto, ¿correcto y lo conduciría a los voltajes de suministro? La adición de la retroalimentación controla esto para esto. ¿Sería eso correcto?
@Alfro, sí, eso es básicamente correcto.
Mmm. Acabo de encontrar un voltaje de compensación de entrada definido como un voltaje de CC que debe aplicarse a la entrada para forzar la salida a cero. Eso no tiene sentido para mí. ¿Por qué querríamos forzar la salida a cero? ¿Se trata del caso de bucle abierto?
EDITAR: Creo que lo entendí. El propósito del voltaje de compensación de entrada es combatir las diferencias en la entrada diferencial de un amplificador operacional de ganancia finita. Si la entrada no fuera cero, la salida sería muy alta/baja. Si el amplificador operacional tiene una ganancia infinita y los voltajes de entrada son diferentes, la salida ciertamente alcanzará el suministro máximo.
@ AlfredoJang80, generalmente cuando decimos "voltaje de compensación de entrada" estamos hablando de una situación en un amplificador operacional real (no un amplificador operacional ideal) donde el dispositivo actúa como si el voltaje de entrada fuera unos pocos uV o mV diferente de lo que aplicamos a los pines del chip físico.
Eso tiene mucho más sentido. Una última cosa que prometo. ¿Qué sucedería si usamos un amplificador operacional con ganancia finita y retroalimentación negativa, digamos 10 ^ 5 o 10 ^ 6 y aplicamos un voltaje de compensación de entrada para que nuestra entrada diferencial sea cero? Ahora, ¿vo = 10 ^ 6 (0) no nos daría cero ahora que ya no tenemos una ganancia infinita para darnos una salida determinada? ¿No significaría eso que la retroalimentación negativa con amplificadores operacionales con ganancia finita y entrada diferencial cero nos da un voltaje de salida cero?
Por supuesto, puede encontrar una determinada entrada que produzca 0 salidas. Eso no significa que la salida será 0 para cada entrada. Si realmente quiere ver qué sucede con la ganancia finita, puede hacer el análisis del circuito y ver qué sucede.
Eso es perfecto. Supongo que todo depende del circuito circundante también. De todos modos. Creo entenderlo ahora. Muchísimas gracias por su tiempo.

Cero por infinito es indeterminado. Puede ser cero o infinito o algo intermedio.

Debe calcular el voltaje de salida para una gran ganancia de bucle abierto y ver qué le sucede al voltaje de salida a medida que la ganancia se acerca al infinito.

Debería encontrar que se acerca a -Vin*R2/R1

Y debería encontrar que el voltaje de entrada diferencial en el amplificador operacional se acerca a cero, pero para cada valor (finito) de ganancia, sin importar cuán grande sea, será un valor pequeño, pero distinto de cero, para el voltaje de entrada diferencial.

  • La ganancia de voltaje de lazo abierto es infinita.
  • El voltaje de salida viene dado por la siguiente v o = A ( v + − v − )

Entonces A debe ser infinito y para un voltaje de salida finito, las dos entradas deben ser iguales, es decir, infinito x cero es finito.

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