Amplificador Operacional – Amplificador Inversor

Este artigo é um exercício resolvido motivado pelo enunciado a seguir.

Motivação: Dado o circuito a seguir calcular o ganho de tensão do mesmo.

    A figura de motivação mostra um circuito amplificador inversor utilizando um amplificador operacional (amp-op). Um amp-op é um circuito integrado (CI), capaz de amplificar um sinal de entrada, como o próprio nome sugere. O amp-op, a depender da configuração utilizada, também é capaz de realizar operações matemáticas como por exemplo: soma, subtração, multiplicação, integração e derivação. Suas principais características são: ganho elevado, impedância de entrada alta e impedância de saída baixa.

    O circuito da figura motivação é um amplificador inversor. Neste circuito a saída é dada pela multiplicação da entrada por um ganho ( fator A) constante, fixado pelo resistor de entrada e o resistor de realimentação. A saída é invertida em relação ao sinal de entrada.

O ganho de do circuito é dado por:

Para melhor entendimento do circuito na figura abaixo estão destacadas as correntes e tensões do circuito.

O valor da corrente i1 é dado por:

Como não existe corrente fluindo pelo amp-op, devido a sua alta impedância de entrada, a corrente i2 é igual a i1, ou seja:

i2 = i1

O valor da tensão Vx é dado por:

O valor da corrente i3 é:

A corrente i4:

Finalmente a tensão na saída do amp-op é:

O ganho de tensão é dado por

Considerando-se que R1 = R2 = R4

Finalmente:

Ou seja, o ganho de tensão do circuito é de -12.