Amplificateur Opérationnel I. Modèle de l`AOP II. Caractéristique de

Cours Amplificateur Opérationnel Ivan FRANCOIS
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Amplificateur Opérationnel
Composant actif à base de transistors
Doit être alimenté par une source continue
Sert à amplifier des signaux et/ou faire des opérations sur ces signaux
Comportement différent suivant la fréquence des signaux
2 régimes : linéaire et saturation
I. Modèle de l’AOP
e+ entrée non inverseuse
e- entrée inverseuse
S : sortie
Vcc : alimentation symétrique
II. Caractéristique de transfert
Ve =e+ - e-
-Vcc
+Vcc
e-
e+
-
+
S

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• Régime saturé :
Ve< -ε ou Ve > +ε
Vs peut prendre 2 valeurs : +Vcc=Vsat ou –Vcc=-Vsat
• Régime linéaire
Vs=Ad.Ve
Ad : gain de l’aop (de l’ordre de 10
5
)
Cette zone est très étroite. Ex : si Vcc=15v alors, ε = 15/10
5
= 15.10
-5
V
III. AOP idéal
On fait les hypothèses suivantes :
• Absence de courants d’entrée : i+=i-=0
• Gain infini Ad->∞
• Résistance de sortie nulle
• Résistance d’entrée infinie
-Vcc
+Vcc
e-
e+
-
+
S
∞
Ve Re
Rs
Ad.Ve
Vs

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IV. Imperfections des AOP
a. Comportement en fréquence de l’AOP
Le gain de l’AOP dépend de la fréquence du signal d’entrée. Ad diminue avec la fréquence
comme un premier ordre
c
p
Ado
pT
fc
f
j
Ado
Ad
ω
+
==>
+
=
1
)(
1

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On défini le produit gain-bande (facteur de mérite) M=A
do
.f
c
Ce produit gain-bande est constant lorsque l’AOP est inséré dans un montage de gain
A<<Ado et de fréquence de coupure fc’
A.fc’= A
do
.f
c
Exemple en montage inverseur
Vs+R2.i+ε=0 soit i=-( ε+Vs)/R2
Ve-R1.i+ ε=0 soit i=(Ve+ ε)/R1
Donc
VsKVeKVs
R
R
R
Ve
R
R
R
RVsRRVeR
R
VsVe
.2.1
2
1
1
2
1
2
.1.1.2.2
2R1
−=
+
−
+
−=
−−=+=>
+
−=
+
ε
εε
ε
ε
-
+
R1
R2
Ve
Vs
i
T(p)
K2
-
+
Vs
ε
K1
Ve

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5
)(
1
2
)(.21
)(.2
.
2
1pH
R
R
pTK
pTK
K
K
Ve
Vs −=
+
=
K1/K2=-R2/R1
T(p) étant un système du premier ordre avec
c
Ado
K
K
ω
τ
1
.
2
=
−
=
En boucle fermée, K’=K/(1+K)
ωc'= ωc.(1+K)
soit
K’. ωc’=K. ωc
Le produit gain bande est constant
b. Vitesse de balayage : slew rate
La vitesse de variation de la tension de sortie est limitée
T(p) K2
-
+
Vs
ε
K2
K1
Ve