L`AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL

1°) Origine de l’amplificateur opérationnel :
C’est un amplificateur différentiel ayant certaines caractéristiques particulières , il fut
utilisé pour désigner des amplificateurs à courant continu destinés à effectuer diverses
opérations arithmétiques.
Actuellement l’amplificateur opérationnel est réalisé sous forme de circuit intégré il est
relativement simple à mettre en oeuvre et d’un prix de revient assez faible d’ou son
apparition dans de nombreux montages .
2°) Constitution :
a) Principe de fonctionnement de l’amplificateur différentiel :
M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 1 -

Cet amplificateur possède deux sorties symétriques , si les deux entrées ont même phase et
même amplitude , il n’y a aucune amplification.
Par contre si on applique une tension sur E2 et une tension différente sur E1 , une
différence de potentiel (U1 - U2)xGain de T2 apparait en S2 ainsi que (U2 - U1)xGain de
T1 apparait en S1 .
US = US1-US2 = 2A.(U2-U1)
Sur les amplificateurs opérationnels intégrés on peut trouver différents circuits annexes
destinés à leur donner des caractéristiques se rapprochant de l’amplificateur idéal :
-protection des entrées contre les surtensions
-protection de la sortie contre les courts-circuits
-augmentation de l’impédance d’entrée
-compensation en fréquence
-réglage de la tension d’offset
b) Symboles et raccordements :
M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 2 -

Les raccordements à réaliser sur un amplificateur opérationnel sont :
l’alimentation :
la plupart du temps elle sera symétrique +/- Vcc , +/- 15V
les entrées :
entrée + : qui donne un signal de sortie en phase avec
celui de l’entrée +
entrée - : qui donne un signal de sortie en opposition de
phase avec celui de l’entrée -
la sortie :
qui recevra la charge d’utilisation , cette charge sera
connectée par rapport à la masse , de façon à être
parcourue par un courant soit positif soit négatif .
la compensation en fréquence : intégrée sur certains circuits
le réglage de la tension d’offset
M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 3 -

3°) Caractéristiques de l’amplificateur idéal :
Un amplificateur opérationnel idéal devrait avoir les caractéristiques suivantes :
Gain infini :
e = U1-U2 : c’est la tension effective appliquée à l’amplificateur.
Par définition , le gain A de l’amplificateur est donné par le rapport US/e
Pour que l’amplificateur fonctionne dans sa zone linéaire , il faut que la tension de sortie
US soit finie : comme le gain A est infini , la tension e doit etre nulle .
Impédance d’entrée infinie :
Si l’impédance d’entrée de l’amplificateur est infinie , les courants d’entrée i+ et i- sont
nuls.
L’amplificateur ne consomme aucun courant par ses entrées E- et E+ .
Impédance de sortie nulle
Bande passante infinie
Tension de sortie nulle sans signal d’entrée
Certes , ces caractéristiques ne sont pas atteintes mais elles sont dans la plupart des cas
suffisamment bonnes .
4°) Caractéristiques dynamiques :
Caractéristique de transfert :
c’est la courbe de la tension de sortie en fonction de la tension d’entrée .
M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 4 -

Pour obtenir un fonctionnement correct de l’amplificateur , il est nécessaire de le faire
travailler exclusivement dans sa zone linéaire de sorte que le rapport US/UE reste constant
quelle que soit la tension d’entrée .
La saturation de l’amplificateur se fait à +/- Vcc en sortie moins une petite tension de
déchet.( ~ 1V )
Réponse en fréquence :
c’est la variation du gain en fonction de la fréquence , le gain diminue quand la fréquence
augmente et on définit la fréquence de coupure comme étant celle pour laquelle le gain
aura la valeur G/ √2
Slew rate :
c’est la vitesse de variation de la tension de sortie correspondant à une réponse , à un
échelon unité , il est exprimé en V/µs .
5°) Caractéristiques statiques :
a) Gain en boucle ouverte :
Go est le gain en l’abscence de tout circuit de contre réaction , Go = Vs / Vd avec Vs =
tension de sortie et Vd = tension différentielle d’entrée .
b) Impédance différentielle d’entrée :
Ze est l’impédance mesurée entre les deux entrées + et - .
M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 5 -