OP-AMP ideal: ¿por qué la tensión de salida no es cero?

Question

Esto es lo que sé sobre el Op-Amp ideal.

• La ganancia de tensión en bucle abierto es infinita
• La tensión de salida viene dada por $v_o = A(v_+ - v_-)$
• Sólo con un bucle de retroalimentación negativa $v_+ = v_-$

Mi pregunta se refiere al bucle de realimentación negativa que se muestra a continuación:

Mis preguntas son las siguientes:

1. Claramente, $v_o = A(v_+ - v_-)$ debería seguir aplicándose y puesto que $v_+ = v_-$ ¿no debería la tensión de salida $v_o = 0$ ¿Siempre?
2. Desde $v_o = A(v_+ - v_-)$ debería seguir aplicándose, A sigue siendo la ganancia de tensión en bucle abierto, que para un op-amp ideal es infinito. Por lo tanto, ¿sería la tensión de salida siempre infinito?

Answer 1

Al analizar un circuito de op-amp, no suponemos que a priori que la tensión de entrada diferencial es 0.

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

Si entonces establecemos un circuito de realimentación negativa, encontramos que entonces en el límite a medida que las ganancias del op-amp van a infinito, el voltaje diferencial de entrada irá a cero.

La tensión diferencial de entrada no llegaría a cero si la tensión de salida fuera siempre cero. (Y, por supuesto, en un op-amp real la ganancia no es infinita y, por tanto, la tensión de entrada no es cero).

Punto principal: La tensión de entrada llega a cero como resultado de que la ganancia sea muy alta y la tensión de salida llegue a algún valor distinto de cero, y no al revés.

Answer 2

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

Deberías calcular la tensión de salida para una ganancia de bucle abierto grande y observar qué ocurre con la tensión de salida a medida que la ganancia se aproxima a infinito.

Deberías ver que se aproxima a -Vin*R2/R1

Y usted debe encontrar que el voltaje de entrada diferencial en el op-amp se aproxima a cero, pero para cada valor (finito) de la ganancia, no importa cuán grande, que será un pequeño, pero no cero, valor de la tensión de entrada diferencial.

Answer 3

• La ganancia de tensión en bucle abierto es infinita
• La tensión de salida viene dada por $v_o=A(v_+$ - $v_−$ )

Entonces A debe ser infinito y para una tensión de salida finita las dos entradas tienen que ser iguales, es decir, infinito x cero es finito.