Amplificatore operazionale - puzzle online

In elettronica, un amplificatore operazionale (in inglese operational amplifier oppure op-amp) è un amplificatore differenziale avente (solitamente) una sola uscita di tipo single-ended. Grazie anche alla sua versatilità, è uno dei dispositivi più vastamente utilizzati sia in ambito commerciale sia scientifico, in particolar modo nei circuiti analogici.

Storia

Il termine amplificatore operazionale è stato prodotto per la prima volta negli anni '40 per individuare uno speciale tipo di amplificatore che per mezzo di una scelta opportuna dei componenti esterni eseguisse una vasta gamma di operazioni.

I primi amplificatori vennero realizzati tramite tubi termoionici (valvole), i quali però avevano ereditato dalle valvole tutti i difetti: erano molto voluminosi, consumavano molta energia, erano costosi e imprecisi al punto di vedere l'offset a oltre 1 V.

Un enorme passo avanti nella miniaturizzazione degli amplificatori operazionali si ebbe grazie all'introduzione dei transistori bipolari.

Tuttavia l'evento decisivo per la miniaturizzazione fu lo sviluppo dei circuiti integrati. Il primo di questi dispositivi fu il velocissimo (20 ÷ 30 MHz di banda passante) e costosissimo (300 $ del tempo ) µA702 sviluppato nell' ottobre 1964 da Robert J. Widlar all'epoca ancora presso la Fairchild. Nel 1968 lo stesso costruttore introdusse il popolare µA741 progettato nel 1968 da David Fullagar.

Descrizione

Idealmente si tratta di un circuito caratterizzato da un guadagno di tensione infinito, un'impedenza d'ingresso di valore infinito, e una impedenza d'uscita nulla.

Da tali supposizioni, che consentono nella pratica di svolgere i calcoli per controllare il funzionamento della retroazione, discendono due proprietà ideali fondamentali: la differenza tra le tensioni applicate in ingresso è nulla ( se la retroazione è negativa), e le correnti di ingresso (Ibias) sono nulle.

Il nome è dovuto al fatto che, con esso, è possibile realizzare circuiti elettronici in grado di effettuare numerose operazioni matematiche: la somma, la sottrazione, la derivata, l'integrale, il calcolo di logaritmi e di antilogaritmi.