L’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI) I Introduction Un amplificateur linéaire intégré (A.L.I) est constitué d'un ensemble de composants électroniques, connectés les uns aux autres dans un même boîtier. Il est aussi appelé « amplificateur opérationnel » car ses premières applications ont été la réalisation d'opérations mathématiques. Aujourd'hui, les applications des amplificateurs linéaires intégrés sont étendues à tous les domaines de l’électronique. Symboles : _ _ ∞ + + Symbole normalisé II Description de l’ALI L' A.L.I possède : -deux bornes d'entrées repérées : l’entrée inverseuse (-), et l’entrée non-inverseuse (+), -une borne de sortie repérée S, -deux bornes d’alimentation : positive (VCC) et négative (VEE). VCC Entrée inverseuse _ ε VV + Le triangle est le symbole de l’amplification ∞ + Valeur théorique de l’amplification (ici c’est infini) S VS VEE Sortie Entrée non-inverseuse ε=(V+)-(V-) : est la tension différentielle d’entrée. G BERTHOME – Lycée Mireille GRENET – COMPIEGNE Page 1 / 4 L’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI) III Modèle de l’ALI Un ALI peut se modéliser de la manière suivante : + + ∞ ε _ ZS ZE - A D× ε VS Les caractéristiques de l’ALI sont : une très grande impédance d'entrée (ZE)>10MΩ Ω, Ω, une faible impédance de sortie (ZS)<250Ω 5 une très grande amplification différentielle.(AD atteint couramment 10 et même plus parfois). Modèle d’un ALI parfait : Pour un ALI parfait on peut dire : ZE tend vers l’infini (I+=I-=0A), ZS tend vers 0Ω Ω, Ad tend vers l’infini. Par conséquent le modèle d’un ALI parfait est le suivant : + ε - A D× ε VS L’équation générale de fonctionnement est la suivante : VS=AD×ε VS=AD×[(V+)-(V-)] G BERTHOME – Lycée Mireille GRENET – COMPIEGNE Page 2 / 4 L’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI) IV Alimentation de l’ALI L’ALI nécessite une alimentation continue pour fonctionner correctement. L’alimentation d’un ALI est définie comme la différence entre VCC et VEE. Alim=VCC-VEE La limite de l’alimentation d’un ALI est donnée sans sa documentation constructeur (Supply Voltage). On a la possibilité d’alimenter un ALI de deux manières : -alimentation symétrique : VCC=+VCC et VEE=-VCC. -alimentation simple : VCC=+VCC et VEE=0V Les valeurs minimales et maximales de la tension VS que peut fournir l’ALI en sortie dépendent de son alimentation, elles sont définies comme ceci : -valeur maximale : tension de saturation haute (VSAT+) : VSAT+=VCC-(tension de déchet haute). -valeur minimale : tension de saturation basse (VSAT-) : VSAT-=VEE+(tension de déchet basse). Les tensions de déchets dépendent des caractéristiques de l’ALI, elles sont données par la documentation constructeur. Les valeurs minimales et maximales des tensions d’entrées V+ et V- que l’ont peut appliquer en entrée de l’ALI sont comprises entre les valeurs de l’alimentation : VEE≤V+; V-≤VCC Il est possible que la plage de variation des entrées soit différente, la documentation constructeur de l’ALI nous donne cette plage de variation. V Caractéristique de transfert C'est la courbe qui donne les variations de VS en fonction de ε. VS(V) VSAT+ VSATDomaine de saturation Domaine de saturation ε(V) Régime Linéaire VS=AD×ε G BERTHOME – Lycée Mireille GRENET – COMPIEGNE Page 3 / 4 L’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI) VI Le temps d’évolution de la tension de sortie VS Cette caractéristique est appelée le Slew Rate (SR), elle est donnée par la documentation constructeur. L’unité du Slew Rate est le Volts/µs il nous indique la durée que met le signal de sortie pour passer de VSAT- à VSAT+ ou inversement. Exemple : Si SR=1V/µs, VSAT+=10V et VSAT-=-10V. La durée pour passer de VSAT+ à VSAT- sera de 20µs. Si le signal d’entrée possède une fréquence trop élevée alors la sortie n’aura pas le temps de passer de VSAT+ à VSAT- et inversement. Cette caractéristique impose donc une fréquence limite pour le fonctionnement correct de l’ALI. VII Les différents modes de fonctionnement de l’ALI L’ALI peut fonctionner sous deux modes de fonctionnement différents : le régime linéaire, le régime non linéaire. Le mode de fonctionnement d’un ALI dépend de la connexion des composants externes. Afin de déterminer le mode de fonctionnement d’un montage à ALI il faut procéder de la manière suivante : Le régime linéaire : S’il existe une connexion entre l’entrée – de l’ALI et sa sortie (par un composant ou directement), alors le mode de fonctionnement est le régime linéaire. En régime linéaire : I+=I-=0A ε=0V VSAT- Vs VSAT+ Le régime non linéaire: S’il n’existe pas de connexion entre l’entrée – de l’ALI et la sortie, alors le mode de fonctionnement est le régime non linéaire. En régime non linéaire : I+=I-=0A ε≠0V VS=VSAT+ ou VSAT- (tension de saturation haute et basse de l’ALI). G BERTHOME – Lycée Mireille GRENET – COMPIEGNE Page 4 / 4