Amplificateur opérationnel

III/ - APPLICATIONS.

A/- Les Générateurs continus :

L'utilisation des amplificateurs opérationnels à conduit à la réalisation des sources de tension ou de courant.

1°) Les Générateurs de courant.

a) Générateurs de courant bipolaire.

Le montage est celui de l'amplificateur inverseur, mais dans ce cas le signal de sortie intéressant n'est plus la tension mais le courant qui circule dans la résistance R₂. La figure 11 nous donne :

e - R₁i₁ = 0

Si I est la valeur commune de i₁ et i₂, par approximation i⁺ = i^- = 0

Donc i₁ = i₂ = I

Alors e = R₁I

Le courant de sortie est: I = e/R

Le montage est bien une source de courant proportionnelle à 0.

b) Amplificateur de courant :

R₁

I_E i^-

I₃

å

i⁺

R₃

I_E

R₂

Fig. 16. Amplificateur de courant.

Le courant qui aboutit à R₁ est I_E, créant ainsi une chute de tension V₁ aux bornes de R₁.

V₁ = R₁I_E

Tandis que le courant provoquant la chute de tension V₂ aux bornes de R₂ est :

I_E + I_S , alors V₂ = (I_S + I_E) R₂.
Loi des mailles : V₂ + V₁ = 0 V₂ = - V₁

R₂ + R₁ R₁ + R₂

Alors I_S = - Iå où - représente le gain de l'amplificateur.

R₂ R₂

2°) Générateurs de tension.

Les générateurs de tension utilisent toujours une diode Zener. Une fluctuation aussi petite soit elle entre les entrées + et - peut provoquer une chute de tension aux bornes de la diode Zener (E_Z) donnant ainsi un courant important à la sortie de l'amplificateur opérationnel. Si I est le courant qui circule dans les résistances R₁ et R₂ on a :

s = (R₂ + R₃)I I = s (R₂ + R₃)

i^-

i⁺

R₂

R₁

R₃ s

Fig. 17 Générateur de tension.

Or la tension aux bornes de R₂ est : V₂ = R₂I.

R₂ .s

D'où V₂ =

R₂ + R₃

Alors V₂ = E_Z

Le signal de sortie s devient :

R₃

s = ( 1 + )E_Z = GE_Z

R₂

R₃

Avec G = 1 + , gain du montage.

R₂

3°) Convertisseur tension-courant.

i^-

I_S

å i⁺

R₄

Rg

e R

Fig. 18. Convertisseur tension-courant.

On utilise un tel montage lorsque la résistance interne Rg du générateur de tension e est considérable (quelques dizaines d'Ohms). Les caractéristiques de l'amplificateur idéal nous permettent d'écrire :

e - RI_S = 0 I_S = e/R = ge

avec g = 1/R.

Dans ce cas, on ne peut pas parler du gain de montage car les signaux d'entrée (tension) et de sortie (courant) sont de nature différente. On parlera alors de transconductance g ou convertisseur tension-courant.