Bagaimana properti ideal op-amp mempertahankan perbedaan potensial antara 2 terminal input pada 0 ketika umpan balik negatif dibuat?


Jawaban 1:

Bayangkan sebuah jaringan umpan balik sederhana: terminal non-pembalik opamp ideal kami di-ground, sebuah resistor 1K dihubungkan dari sinyal input ke input pembalik, dan resistor 1K dihubungkan dari output kembali ke terminal pembalik, sehingga menciptakan sebuah umpan balik negatif. Teori umpan balik standar mengakui ini sebagai inverter sinyal dengan gain -1. Begini cara kerjanya. Misalkan sinyal +1V diterapkan pada resistor input. Jika tegangan output tetap nol, ini akan menempatkan sinyal 0,5V pada input pembalik. Karena opamp yang ideal memiliki penguatan yang tak terbatas, input ini menggerakkan terminal output dengan kuat ke arah negatif, SAMPAI mencapai tepat -1V. Pada titik ini, pembagi resistor 1: 1, dengan input + 1V dan output -1V menyebabkan tegangan pada input pembalik mencapai nol dan output mengendap pada titik ini. Tegangan output lainnya akan menghasilkan opamp yang memperkuat "voltase kesalahan" pada inputnya sampai output mengendap pada -1V, dan voltase kesalahan akan hilang. Opamp sebenarnya memiliki gain yang sangat tinggi, sehingga ada residu input kecil seperti yang dicatat oleh jawaban lain, tetapi residu kecil dapat diabaikan untuk frekuensi jauh di dalam bandwidth.


Jawaban 2:

Tegangan output dari Op-Amp adalah perbedaan antara dua input (V + - V-), dikalikan dengan gain (A). Untuk tegangan output (Vo) yang diberikan, tegangan input diferensial adalah Vo / A. Dalam penguat yang ideal, gain ke depan, A, tidak terbatas, oleh karena itu perbedaannya (V + - V-) adalah Vo / infinity = 0.

Dalam amplifier nyata, gain ke depan terbatas, sehingga ada perbedaan tegangan. Dalam kebanyakan kasus itu adalah 1E-5 atau kurang dari tegangan output, tetapi jika Anda beroperasi pada frekuensi tinggi, sehingga gain dari Amplifier kecil, maka tegangan diferensial dapat menjadi jauh lebih besar. (Mis. Jika Anda memiliki amplifier dengan produk gain-bandwidth 1E6 dan Anda berjalan pada 100kHz, maka penguatan maju amplifier akan menjadi sekitar 10, sehingga tegangan input diferensial akan sekitar 10% dari tegangan output. Menjalankan amplifier yang sama pada 10Hz, yang akan menjadi ~ 0,001%)


Jawaban 3:

Tegangan output dari Op-Amp adalah perbedaan antara dua input (V + - V-), dikalikan dengan gain (A). Untuk tegangan output (Vo) yang diberikan, tegangan input diferensial adalah Vo / A. Dalam penguat yang ideal, gain ke depan, A, tidak terbatas, oleh karena itu perbedaannya (V + - V-) adalah Vo / infinity = 0.

Dalam amplifier nyata, gain ke depan terbatas, sehingga ada perbedaan tegangan. Dalam kebanyakan kasus itu adalah 1E-5 atau kurang dari tegangan output, tetapi jika Anda beroperasi pada frekuensi tinggi, sehingga gain dari Amplifier kecil, maka tegangan diferensial dapat menjadi jauh lebih besar. (Mis. Jika Anda memiliki amplifier dengan produk gain-bandwidth 1E6 dan Anda berjalan pada 100kHz, maka penguatan maju amplifier akan menjadi sekitar 10, sehingga tegangan input diferensial akan sekitar 10% dari tegangan output. Menjalankan amplifier yang sama pada 10Hz, yang akan menjadi ~ 0,001%)