Esquema e operação dos amplificadores operacionais LM741, TL072 e LM386:
Aqui está uma análise dos esquemas e da operação desses amplificadores operacionais comuns:
1. Amplificador operacional LM741: Esquema: O LM741 é um amplificador operacional clássico de transistor de junção bipolar (BJT) com uma estrutura interna complexa. Aqui está uma representação simplificada:
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Amplificador diferencial de entrada: Os dois transistores de entrada Q1 e Q2 formam um amplificador diferencial.
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Alterador de nível: A saída do amplificador diferencial é alimentada a um deslocador de nível composto pelos transistores Q3 e Q4.
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Amplificador de saída: O amplificador de saída é um estágio push-pull com transistores Q5 e Q6, fornecendo alta corrente de saída.
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Rede de preconceito: Fornece a polarização DC necessária para os transistores.
Operação: O LM741 opera com base no princípio do feedback negativo. Uma pequena diferença de tensão entre os dois terminais de entrada (inversor (-) e não inversor (+)) é amplificada pelo circuito interno. A tensão de saída é então realimentada para a entrada inversora através de uma rede de feedback.
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Inversão de configuração: Quando o sinal de entrada é aplicado à entrada inversora, a tensão de saída está 180 graus fora de fase em relação à entrada.
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Configuração não inversora: Quando o sinal de entrada é aplicado à entrada não inversora, a tensão de saída está em fase com a entrada.
Principais recursos: *
Alto ganho: O LM741 tem um ganho de malha aberta de cerca de 200.000.
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Baixa corrente de polarização de entrada: A corrente de polarização típica está na faixa de nanoampères.
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Ampla faixa de tensão operacional: Pode operar de 5V a 18V.
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Baixo custo: O LM741 é um dos amplificadores operacionais mais econômicos disponíveis.
Limitações: *
Largura de banda limitada: Tem uma largura de banda limitada de cerca de 1 MHz.
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Taxa de variação: A taxa máxima de alteração da tensão de saída é limitada (normalmente 0,5V/µs).
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Ruído: Nível de ruído mais alto em comparação com amplificadores operacionais mais recentes.
2. Amplificador operacional TL072: Esquema: O TL072 é um amplificador operacional de entrada JFET dupla, apresentando uma estrutura mais simples que o LM741:
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Estágio de entrada JFET: O estágio de entrada usa transistores JFET para alta impedância de entrada e baixa corrente de polarização.
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Estágio de saída BJT: O estágio de saída usa transistores bipolares para alta corrente de saída.
Operação: O TL072 opera de forma semelhante ao LM741, mas seu estágio de entrada JFET oferece diversas vantagens:
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Impedância de entrada extremamente alta: Normalmente na faixa de gigaohm.
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Menor corrente de polarização de entrada: Na faixa de picoampères.
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Menor ruído: Os JFETs são inerentemente mais silenciosos que os BJTs.
Principais recursos: *
Alta impedância de entrada: Ideal para aplicações que requerem entradas de alta impedância.
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Ampla faixa de tensão operacional: Opera de ±3V a ±18V.
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Baixo ruído e deriva: Devido ao seu estágio de entrada JFET.
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Maior largura de banda: Largura de banda mais ampla em comparação com LM741 (cerca de 5 MHz).
Limitações: *
Custo mais alto: Mais caro que o LM741.
3. Amplificador operacional LM386: Esquema: O LM386 é um amplificador de áudio especializado projetado para aplicações de áudio de baixa potência:
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Operação de fornecimento único: Opera com uma única tensão de alimentação (normalmente 5V a 12V).
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Controle de ganho interno: Permite ajuste de ganho usando um único resistor externo.
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Estágio de saída integrado: Inclui um estágio de saída de alta potência para acionar alto-falantes.
Operação: O LM386 amplifica os sinais de áudio aumentando os níveis de tensão e corrente. A rede interna de controle de ganho permite ajustar o fator de amplificação.
Principais recursos: *
Amplificação de áudio de baixa potência: Projetado para aplicações que requerem baixo consumo de energia.
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Simples de usar: Fácil de implementar com uma única tensão de alimentação e mínimo de componentes externos.
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Controle de ganho integrado: Permite ajuste de ganho conveniente.
Limitações: *
Largura de banda limitada: Largura de banda menor que LM741 e TL072 (normalmente 20kHz).
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Ganho Fixo: O ganho máximo é fixado em cerca de 200.
Em resumo: *
LM741: Amplificador operacional clássico, de baixo custo e de uso geral, com largura de banda limitada e maior ruído.
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TL072: Amplificador operacional de entrada JFET dupla com alta impedância de entrada, baixo ruído e largura de banda maior que o LM741.
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LM386: Amplificador de áudio especializado otimizado para aplicações de áudio de baixa potência com controle de ganho integrado e uma única tensão de alimentação.
A escolha do amplificador operacional depende dos requisitos específicos da aplicação. Para aplicações de uso geral onde o custo é um fator chave, o LM741 é uma escolha adequada. Para aplicações que exigem alta impedância de entrada, baixo ruído e largura de banda mais ampla, o TL072 é a melhor opção. Para aplicações de áudio de baixa potência, o LM386 é ideal.
