Eu entendo que, para um opamp ideal, o Vo é limitado por Vee e Vcc (ou seja, Vee <Vo <Vcc).
Mas e quanto à faixa de tensão de entrada? Qual é a faixa de tensão de entrada permitida na qual o opamp funciona normalmente? Podemos aplicar tensões Vn e Vi abaixo de Vee ou acima de Vcc? Para opamps de fornecimento único, podemos aplicar tensões de entrada negativas?
Opamp sendo ideal, prático, ferroviário para ferroviário muda a resposta desta pergunta?
Respostas:
Em operação normal, V + e V- são os mesmos. Se forem diferentes, o amplificador operacional está sendo usado como um comparador.
Uma especificação importante na escolha de um amplificador operacional é a faixa de "tensão de modo comum de entrada". As tensões nas entradas devem estar nesta faixa para operação adequada.
Alguns amplificadores operacionais são "RRIO" ou entrada / saída trilho a trilho. Como você pode imaginar, isso significa que a faixa do modo comum de entrada vai do trilho Vee para o trilho Vcc.
Alguns amplificadores operacionais que incluem apenas o trilho Vee na faixa de modo comum são chamados de amplificadores operacionais de "fonte única".
Aqui está a especificação na folha de dados do LM324:
É importante observar que alguns amplificadores operacionais podem se comportar de maneira estranha se a tensão de entrada ficar muito próxima dos trilhos de alimentação. Se um amplificador operacional tiver uma faixa de tensão no modo comum que se estende até 0,5 volts, por exemplo, isso implicaria claramente que, se as duas entradas estiverem abaixo de 0,5 volts, o amplificador operacional talvez não consiga distinguir qual é maior. Em alguns desses amplificadores operacionais, no entanto, uma entrada que fica abaixo de 0,5 volts pode ser considerada mais alta que a outra entrada - mesmo que a outra entrada esteja bem acima de 0,5 volts.
(1) O que todos disseram.
(2) Observe que alguns opamps podem balançar para um pouco além dos trilhos de suprimento - isso é conseguido gerando tensões dentro do opamp que fornecem uma tensão operacional real maior que a fornecida.
(3) Observe que a faixa de modo comum é a tensão permitida em que a entrada de ambos deve estar dentro. Não é a diferença entre eles. Se qualquer um estiver fora do intervalo, não é garantido que funcione.
A faixa de tensão de entrada pode variar, mas deve estar dentro das tensões de alimentação (você pode ver algumas que podem ir, por exemplo, 0,3V acima / abaixo); portanto, se a alimentação única, nenhuma tensão negativa será permitida.
Depende de como o estágio de entrada diferencial é configurado, algumas opamps usam um par de entradas complementares (canal P e canal N em paralelo) para obter uma entrada de trilho para trilho, cada par cobrindo parte da faixa.
Geralmente, haverá informações sobre o intervalo de entrada do modo comum nas planilhas de dados. Aqui está um exemplo de um opamp sem faixa de entrada de trilho para trilho (as especificações são para +/- 5V):
A especificação que você está procurando é chamada "intervalo de modo comum de entrada" e quase sempre é limitada aos trilhos de suprimento. Em muitos opamps, é limitado a um pouco menos em uma ou ambas as direções.
Você pode usar um opamp normal e criar um com uma grande faixa de tensão de entrada que exceda os limites de alimentação, colocando um divisor de resistor na frente de cada entrada. A tensão de compensação de entrada também é multiplicada pelo mesmo valor e reduzirá a rejeição do modo comum na medida em que os divisores não sejam exatamente iguais.
Se o seu sinal de entrada for CA, é possível obter uma faixa de modo comum de entrada muito grande através do acoplamento do transformador.
Mas observe em um inversor que a entrada do resistor conectada à entrada inversora pode facilmente ser muito maior que o limite do amplificador operacional. A função geral do circuito geralmente mantém a entrada inversora dentro do alcance.