AOP idéal / AOP réel
AOP idéal
La notion d'amplificateur opérationnel parfait, ou idéal, permet de raisonner sur le fonctionnement théorique de l'amplificateur opérationnel en s'affranchissant des phénomènes parasites et des limitations inhérentes à la réalité technologique des composants. Les progrès réalisés depuis les premiers AOP tendent, par l'amélioration constante des performances, à se rapprocher du modèle de l'AOP parfait. L'amplificateur opérationnel parfait possède une impédance d'entrée, un gain A en mode différentiel, une vitesse de balayage et une bande passante infinis, alors que son gain de mode commun et sa résistance de sortie sont nuls. Il en découle que les courants d'entrée i+ et i- de la broche non-inverseuse et inverseuse, respectivement, sont nuls. Il est plus facile de résumer cela sous forme mathématique :
AOP idéal :Toutes les études de montages de ce site sont basées sur ce modèle parfait, ce qui n'est pas si loin de la réalité en soit.
AOP réel
L'AOP réel présente les défauts suivants : présence d'un offset en entrée (tension de décalage résiduelle en sortie alors que la tension différentielle d'entrée est nulle), influence de la tension de mode commun sur la tension de sortie, impédance non nulle en sortie, impédance non infinie en entrées et variation du gain en fonction de la fréquence. De plus, la tension de sortie peut être influencée par des variations de tension d'alimentation et possède une vitesse de balayage finie. Tous ces défauts peuvent faire peur au début, mais sachez qu'au final, ce n'est pas si critique (en tout cas dans les applications "simples" de l'AOP).
- Impédance d'entrée: Rin (ou Ze) comprise entre 10^5 et 10^13 ohm suivant la technologie des transistors internes ==> implique des courants sur les entrées.
- Impédance de sortie : Rout (ou Zs) = 0
- Variation du gain : la variation en fréquence du gain différentiel peut être assimilée à celle d'un système passe-bas du premier ordre dont le produit gain-bande passante est constant. Autrement dit, plus la fréquence de fonctionnement de l'AOP est élevée, plus son gain en boucle ouverte diminue.
- Offset : entre 50 µV et 50 mV suivant les technologies.
- Vitesse de balayage (Slew Rate) : exprimée en V/µs, elle représente la vitesse de variation maximale de la tension de sortie que peut produire un ampli-op. Aspect particulièrement critique lorsque le signal d'entré varie rapidement. De fait, la sortie obtenue est différente de ce que l'on pourrait prévoir théoriquement en négligeant le slew-rate.
- Courants d'entrée : on parle aussi de courants de polarisation, de l'ordre du nA. Nécéssaire au bon fonctionnement de l'AOP, ils permettent aussi de compenser l'offset par ajout de résistance aux entrées (en créant un ddp en plus à l'entrée).