Amplificateur Opérationnel : Cours et Montages

L’amplificateur opérationnel
Objectif :
 Appréhender les connaissances sur l’A.O.P
 Connaître son fonctionnement
 Reconnaître un montage linéaire d’un montage non-linéaire
 Savoir mettre en œuvre les différents montages
 Savoir calculer les fonctions de transfert des différents montages
1. Notion d’amplification:
On appelle amplificateur tout montage qui délivre à sa sortie un signal de même nature et de même fréquence
que le signal appliqué à son entrée et dont l’amplitude et la phase peuvent être différentes.
2. L’Amplificateur Linéaire Intégré :
Un amplificateur linéaire intégré ( A.L.I ) est constitué d’un ensemble de composants électroniques (
Transistors ), connectés les uns aux autres dans un même boîtier.
Il est aussi appelé Amplificateur Opérationnel ( A.O.P ) car ses premières applications ont été la réalisation
d’opérations mathématiques.
Aujourd’hui, les domaines d’applications des amplificateurs linéaires intégrés sont étendus à tous les
domaines de l’électronique.
Ve
Signal
d’entrée
continue
Amplifie la différence de potentiel  = Ve+ - Ve-
Vs = A . 
- +
+
e
-
e+
Ve+
Ve-
+ Alimentation
continue
+ Alimentation
continue
Sortie
Entrées
Vs
- Alimentation
continue
e+ : entrée non inverseuse.
e - : entrée inverseuse.
 : Tension différentielle.
: Symbole de l’amplification.
 : Infini
Amplification
A
Vs = A. Ve
Signal de
sortie
continue
N’a pas de courant d’entrées
Ie+ = Ie- = 0A
 A = Vs
Ve

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2.1.L’amplificateur idéal.
2.2.L’amplificateur réel.
3. Symboles
Ancienne norme
Nouvelle norme
+
-
+Vcc
-Vcc
E+
E-
S
+
-
+Vcc
-Vcc
E+
E-
S
signification des symboles : : circuit amplificateur
: Coefficient amplification très grande
4. Alimentation des ALI
 L’A.L.I est un composant actif, il a donc besoin d’une alimentation continue externe.
- Alimentation externe symétrique  Valim ( 15V, 5V, ....... )
- Alimentation externe simple + Valim ( +15V, + 5V, ....... )
Vs=A.
Zs
Ze
Ve-
Ze = 109 => Ie  0
Zs = Quelques ohms.
A = 105
Ie
Ve+
V’s
Vs=A.
Zs
Ze
Ve-
V’s
Ve+
Ze =  =
>
Ie = 0
Zs = 0
A = 
Ie

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5. Caractéristique de transfert Vs = f (  ).
6. Mode de fonctionnement
MODE NON LINEAIRE
 Condition de câblage :
Il n’existe pas de liaison électrique entre la
sortie et l’entrée inverseurse e -.
 On parle alors de boucle ouverte.
Mais il peut y avoir une liaison entre la sortie
et l’entrée non inverseuse e+.
 On parle alors de rétroaction positive.
 Exemple :
 Propriété :
Dans ces cas  peut prendre toutes les
valeurs :  n’est pas négligeable devant les
autres tensions.
  0V
Si  >0 alors Vs = +Valim.
Si  <0 alors Vs = - Valim.
MODE LINEAIRE
 Condition de câblage :
Il existe obligatoirement une liaison
électrique entre la sortie et l’entrée
inverseurse e -.
On parle alors de contre réaction négative
ou de rétroaction négative.
Cette liaison peut-être un fil, une
résistance, ...
 Exemple :
 Propriété :
Dans ces cas on considère pour effectuer
les calculs que  est négligeable devant les
autres tensions.
 = 0V
Vs = A . 
( Avec = Ve+ - Ve- )
R1
R2
_
+
+
_
+
+
Vs
Saturation Linéaire Saturation
+Valim
-Valim

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7. Montage Linéaire
7.1. Montage amplificateur non-inverseur
Effectuez vos calculs ci-dessous
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Exercice d’application :
En sachant que : Vcc =12V
-Vcc = -12V
R1 = 1KΩ
R2 = 2KΩ
1. Déterminer Av = Vs / Ve
2. Ve = 3V Vs = ?
3. Ve = -5V Vs = ?
7.2. Montage amplificateur inverseur
Effectuez vos calculs ci-dessous
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Pour avoir un fonctionnement en régime linéaire, la contre réaction se fait
sur l’entrée inverseuse
En appliquant le diviseur de tension,
déterminer Vs = f ( Ve )
Pour avoir un fonctionnement en régime linéaire, la contre réaction se
fait sur l’entrée inverseuse
Après avoir indiqué les grandeurs électriques du montage ,
appliquez la loi d’ohm et déterminez Vs = f ( Ve )

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Exercice d’application :
En sachant que : Vcc = 12V
-Vcc = 0V
R1 = 1KΩ
R2 = 2KΩ
1. Determiner Av = Vs / Ve
2. Ve = 3V Vs = ?
3. Ve = -5V Vs = ?
7.3. Montage suiveur
Effectuez vos calculs ci-dessous
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………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Exercice d’application :
En sachant que : Vcc = 12V
-Vcc = -12V
R1 = 1KΩ
R2 = 2KΩ
1. Determiner Av = Vs / Ve
2. Ve = 3V Vs = ?
3. Ve = -5V Vs = ?
7.4. Montage additionneur inverseur
Vs
Ve1
Ve2
R1
3
2
1
4
11
+Vcc
-Vcc
R2
R1
Ce montage en amplification suiveur peut aussi s’appeler amplificateur
en courant ou adaptateur d’impédance (à gain unitaire)
Après avoir indiqué les grandeurs électriques du
montage, déterminer Vs = f ( Ve )
Ce montage va permettre d’additionner 2 tensions
Après avoir indiqué les grandeurs électriques du montage,
appliquez la loi d’ohm et la loi des nœuds déterminez
Vs = f ( Ve1 , Ve2 )