Problema del concepto de amplificador de funcionamiento

Question

Soy nuevo en esto de los op amps y estoy tratando de entender los conceptos. Comenzando con un simple op amp buffer, con la salida conectada a la entrada invertida. Una regla dice que el op amp intenta mantener las entradas al mismo voltaje, pero antes de aplicar cualquier voltaje, la entrada invertida estaría a 0V si el voltaje fuera suficiente ¿no sería el voltaje de salida igual a v+ debido a la saturación? Y si esto fuera cierto, ¿por qué la entrada invertida no sería igual a esto también? Estoy tratando de averiguar donde mi comprensión es errónea.

Answer 1

No está claro, por tu pregunta, con qué concepto tienes problemas.

Según el esquema, podemos escribir las siguientes ecuaciones

$$v_+ = v_{IN}$$

$$v_- = v_{OUT}$$

También tenemos, por definición del op-amp con ganancia \$A\$

$$v_{OUT} = A(v_+ - v_-)$$

(Nota: \$v_+\$ y \$v_-\$ son tensiones en las entradas no inversoras e inversoras respectivamente)

Combinando estas ecuaciones se obtiene

$$v_{OUT} = A(v_{IN} - v_{OUT})$$

Resolver para \$v_{OUT}\$

$$v_{OUT} = \frac{A}{1 + A}v_{IN}$$

Así,

$$v_+ - v_- = \frac{1}{1 + A}v_{IN} $$

Para un tamaño arbitrario \$A\$ (o tomando el límite como \$A \rightarrow \infty\$ ), tenemos

$$v_{OUT} = v_{IN}$$

$$v_+ - v_- = 0$$

Ahora, ¿hay algo en lo anterior con lo que tengas problemas?

Answer 2

En más de 5 años, intentaré responder a esta pregunta porque yo mismo he estado pensando mucho en ello...

Creo que lo que @Paldan necesitaba entonces no eran matemáticas, sino una explicación intuitiva del proceso transitorio de este sistema de retroalimentación negativa y, en particular, del punto de partida tras la aplicación de la tensión de entrada.

¿Quizás el principal problema para entender el funcionamiento de este elemental circuito op-amp con retroalimentación negativa es que piensa que la tensión de entrada puede ser aplicada instantáneamente, como a través de alguna varita mágica, a la entrada no inversora... y que encontrará la entrada inversora no preparada para reaccionar (con alguna tensión arbitraria)?

Pero en la práctica, la tensión de entrada siempre se establece después de algún tiempo, aunque sea insignificante, ... principalmente debido a las capacitancias parásitas. Y como una convención tácita es que el op-amp es lo suficientemente rápido, su tensión de salida seguirá la tensión de entrada. Bueno, si la transición es extremadamente empinada, puede ser un poco tarde ... pero aún así ser capaz de "ponerse al día".

También es interesante ver lo que sucede después de encender la fuente de alimentación...