Chap7 Amplificateur opérationnel Diapo

Chapitre 7: Amplificateurs opérationnels
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Chapitre 7 : Amplificateurs opérationnels
Amplificateurs opérationnels à Tansistor bipolaire et à TEC
Sommaire
Généralités
1. Principes des amplificateurs opérationnels
1.1 Définition
1.2 Symbole et boitier
1.3 Principe de fonctionnement
1.4 Caractéristique de transfert
1.4.1 Caractéristique de transfert statique
1.4.2 Caractéristique de transfert dynamique
2. Amplificateur opérationnel réel
2.1 Paramètres statiques de l’AOP réel
2.2 Paramètres dynamique de l’AOP réel
2.3 Considérations pratiques
2.4 Schémas équivalents de l’AOP réel
2.5 Caractéristiques techniques des AOP
2.6 Contre réaction et stabilité
3. Amplificateur opérationnel idéal
3.1 Propriétés de l’AOP idéal
3.2 Schémas équivalents de l’AOP idéal
4. Applications des AOP
4.1 Applications des AOP en mode linéaire
4.2 Applications des AOP en mode non linéaire
4.3 Etude de cas : Amplificateur d’instrumentation

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Généralités
Historique
On doit le terme d'amplificateur opérationnel (Operational Amplifier en
anglais) à John R. Ragazzini en 1947.
Les amplificateurs opérationnels ont été initialement développés avec des
tubes électroniques, ils étaient alors utilisés dans les calculateurs
analogiques.
Actuellement, les amplificateurs opérationnels sont disponibles sous forme
de circuits intégrés, bien que des versions sous forme de composants
discrets soient utilisées pour des applications spécifiques.
AO à tubes K2-W
.
AO µA741 en boîtier TO5
AO µA741 en boîtier DIP8
Evolution de amplificateur opérationnel
 Utilisation des AOP
L’AOP a été initialement conçu pour effectuer des opérations
mathématiques dans les calculateurs analogiques : il permettait de
modéliser les opérations mathématiques de base comme l'addition, la
soustraction, l'intégration, la dérivation et d'autres.
Par la suite, l'amplificateur opérationnel est utilisé dans bien d'autres
applications comme les amplificateurs, les comparateurs, la commande de
moteurs, la régulation de tension, les sources de courants ou encore les
oscillateurs.

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Calculateur analogique ELWAT (1967 - 1969)
Les éléments visibles sont, de gauche à droite, un voltmètre, un téléscripteur, un
oscilloscope et l'ordinateur à proprement parler.
1. Principes des amplificateurs opérationnels
1.1 Définition
Un amplificateur opérationnel (Ampli-op ou ampli op, AO, AOP) aussi
dénommé amplificateur linéaire intégré (ALI ou AIL) est un
amplificateur différentiel qui amplifie la différence de potentiel présente
sur deux entrées. La sortie de l’ampli-op est régie par :
Vs= Ad.( e+ - e- )
L’AOP est un amplificateur à gain différentiel très élevé et travaillant dans
un domaine de fréquence allant du continu jusqu'à qlq MHz.
L’AOP est un circuit intégré réalisée à base de transistor bipolaire ou de
TEC.
Les principaux fabricants d'amplificateurs opérationnels sont : Analog
Devices, Linear Technology, Maxim, National Semiconductor,
STMicroelectronics et Texas Instruments.
Exemple :
P741 réalisées à base des transistors bipolaires.
P LF353 (ou TL081) réalisées à base des transistors JFET.

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1.2 Symbole et boitier
La représentation schématique ou le symbole d'un amplificateur
opérationnel varie suivant les pays :
Norme européenne CEI Norme améraicaine
L’AOP est un Circuit Intégré dont le boitier est de 2 types :
 Boîtiers DIL (Dual in Line): les broches sont repérées par un petit rond
placé en haut à gauche (Vue de dessus). Le boitier DIL peut avoir 4, 6, 8,
10, 12, 14, 16, 18, 20 broches ou pattes (Pins) selon les circuits.
 Boîtiers TO-99 : les broches sont repérées par un ergot. En partant de
l'ergot et sans compter la borne sous l'ergot (ce sera la dernière), on
compte les bornes en tournant dans le sens anti-horaire.
Boîtiers DIL (Vue de dessus)
Boîtiers TO-99 (Vue de dessus)

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Exemple : Brochage de l’AOP LM741 en boîtier DIP 8
Brochage de l’AOP LM741 en boîtier DIP 8
Signification des broches :
 Les broches 4 et 7 servent à l'alimentation (±Vcc = ±15 V) ,
 Les broches 2 et 3 sont l’entrée inverseuse et l’entrée non inverseuse.
 La broche 6 correspond à la sortie.
 Les broches 1 et 5 sont parfois utilisables pour la correction d'offset.
 La broche 8 est non utilisée.
Selon les applications, l'AOP peut aussi être doté de deux broches pour la
compensation d'offset ainsi que d'une broche pour le réglage de la
compensation fréquentielle.
Remarque : les amplificateurs d'isolement
Les amplificateurs d'isolement possède une sortie différentielle ainsi que
quatre broches d'alimentation afin de pouvoir réaliser une isolation
galvanique entre l'entrée et la sortie.