Amplificateur opérationnel

Cours 4 Terminale GET
M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) 1
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Chapitre 4 : amplificateurs opérationnels
I ⁄ Amplificateur opérationnel
1. Présentation
2. Modèle de l’AO idéal
3. Défaut
4. Récapitulatif
II ⁄ Amplificateur opérationnel en contre réaction
1. amplificateur non inverseur
2. amplificateur inverseur
3. suiveur
III ⁄ circuit comparateur
1. Comparateur non inverseur
a) comparaison à zéro
b) comparaison à une référence
2. comparateur inverseur
a) comparaison à zéro
b) comparaison à une référence
3. comparateur à deux seuils

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I ⁄ Amplificateur opérationnel
1. Présentation
• C’est un amplificateur différentiel intégré : il amplifie la différence de potentiel
existant entre deux points d’un circuit.
V
d
= V
+
- V
-
: tension différentielle d’entrée
V
S
: tension de sortie
+ : entrée différentielle non inverseuse
- : entrée différentielle inverseuse
+ 2 bornes d’alimentation +V
cc
/ - V
cc
( +15V / -15V), jamais représentées.
V
S
= A
d
× V
d
où A
d
est le coefficient d’amplification différentielle.
2. Modèle de l’AO idéal
• On considèrera, la plupart du temps, l’amplificateur opérationnel comme parfait :
- résistance d’entrée infinie → donc les courants I
+
et I
-
sont nuls :
I
+
= 0
I
-
= 0
- résistance de sortie nulle
- A
d
infinie
3. Défaut
_
+
S
V
-
V
+
V
d
V
S
I
-
I
+

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• Si la tension différentielle d’entrée V
d
devient trop importante, la sortie sature.
• Alors on peut représenter V
S
en fonction de V
d
de la façon suivante :
• Si V
d
reste nulle alors l’AO ne sature pas et – V
SAT
< V
S
< + V
SAT
:
l’AO est en régime linéaire
Si V
d
> 0 alors saturation : V
S
= + V
SAT
Si V
d
< 0 alors saturation : V
S
= - V
SAT
4. Récapitulatif
• AO idéal ⇔ I
+
= I
-
= 0
• Si V
d
= 0 ⇔ Linéarité
• Si V
d
≠ 0 ⇔ Saturation
II / Amplificateur opérationnel en contre réaction
V
S
V
d
+V
SAT
- V
SAT

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• Il y a contre réaction (ou réaction négative) quand quand la sortie et l’entrée
inverseuse sont reliées entre elles, directement ou par l’intermédiaire d’un composant
• On assure ainsi la linéarité du montage
1. amplificateur non inverseur
• AO idéal : i
+
= i
-
= 0 donc R
1
et R
2
sont traversées par le même courant i.
• AO en régime linéaire : v
+
= v
-
↔ v
d
= 0
• v
E
= [R
1
/ (R
1
+ R
2
) ].v
S
⇔ v
S
= [ (R
1
+ R
2
) / R
1
]. v
E
⇔ v
S
= [ 1 + R
2
/ R
1
]. v
E
(diviseur de tension)
+
- +
R
1
v
S
v
E
R
2

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2. amplificateur inverseur
• AO idéal : i
+
= i
-
= 0 donc R
1
et R
2
sont traversées par le même courant i.
• AO en régime linéaire : v
+
= v
-
↔ v
d
= 0
• v
E
= R
1
.i et v
S
= - R
2
. i donc v
S
= [ - R
2
/ R
1
]. v
E
(lois d’Ohm)
3. suiveur
• AO en régime linéaire : v
+
= v
-
↔ v
d
= 0 donc v
S
= v
+
= v
-
= v
E
Donc v
S
= v
E
A quoi sert le suiveur ? AO a une impédance de sortie nulle, donc v
S
indépendante de ce que
l’on branche après l’AO.
v
E v
S
+
- +
R
1
V
S
V
E
R
2