Chapitre 21 – Amplificateur opérationnel
Cette caractéristique de transfert fait apparaître trois zones de fonctionnement numérotées de 1 à 3 et correspondant à deux types de régime.
b) Régime saturé
Le régime saturé correspond aux zones 1 et 3. Dans ce cas, la tension de sortie de
l’amplificateur opérationnel est constante et indépendante de la valeur de la tension
différentielle d’entrée e. On dit que l’amplificateur opérationnel sature.
La tension de saturation est notée V sat et sa valeur est habituellement comprise
entre 12,5 et 14,5 V pour une alimentation de l’amplificateur opérationnel de
−15 V/ + 15 V. En pratique, la tension de saturation négative n’est pas forcément
égale en valeur absolue à la tension de saturation positive. La valeur de cette tension
dépend de l’alimentation du composant. On verra ultérieurement qu’il s’agit d’un
fonctionnement en régime non linéaire.
c) Régime linéaire
Le régime linéaire correspond à la zone 2 et est caractérisé par la relation linéaire :
s = A d e = A d (v + − v − )
en notant A d le coefficient d’amplification différentielle en régime continu. Sa valeur
typique est de l’ordre 10
5 .
On en déduit que la zone de passage de −V sat à +V sat est très étroite. En effet, l’écart
sur les valeurs de e correspondant au régime linéaire est :
De max 2 ×
13
10 5 = 26.10
−5 V
Comme 26.10 −5 1, il sera donc en pratique délicat de se placer dans cet intervalle de valeurs pour la tension e : le fonctionnement en régime linéaire ne doit
pas être considéré comme le seul fonctionnement de l’amplificateur opérationnel.
Au contraire, il s’agit a priori d’une situation beaucoup plus exceptionnelle que le
fonctionnement en saturation. Cela n’empêchera pas dans nombre de situations expérimentales, d’exercices et de problèmes de se placer dans l’hypothèse d’un fonctionnement en régime linéaire. Il s’agit en effet d’un fonctionnement malgré tout fréquent :
l’amplificateur opérationnel est rarement utilisé tout seul. En particulier, une liaison
entre l’entrée inverseuse et la sortie peut permettre un fonctionnement en régime
linéaire comme on le verra ultérieurement.
1.3 Modèle de l’amplificateur opérationnel idéal
Très souvent, on utilise une idéalisation de ce composant du fait des valeurs de certaines grandeurs caractéristiques.
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Cette caractéristique de transfert fait apparaître trois zones de fonctionnement numérotées de 1 à 3 et correspondant à deux types de régime.
b) Régime saturé
Le régime saturé correspond aux zones 1 et 3. Dans ce cas, la tension de sortie de
l’amplificateur opérationnel est constante et indépendante de la valeur de la tension
différentielle d’entrée e. On dit que l’amplificateur opérationnel sature.
La tension de saturation est notée V sat et sa valeur est habituellement comprise
entre 12,5 et 14,5 V pour une alimentation de l’amplificateur opérationnel de
−15 V/ + 15 V. En pratique, la tension de saturation négative n’est pas forcément
égale en valeur absolue à la tension de saturation positive. La valeur de cette tension
dépend de l’alimentation du composant. On verra ultérieurement qu’il s’agit d’un
fonctionnement en régime non linéaire.
c) Régime linéaire
Le régime linéaire correspond à la zone 2 et est caractérisé par la relation linéaire :
s = A d e = A d (v + − v − )
en notant A d le coefficient d’amplification différentielle en régime continu. Sa valeur
typique est de l’ordre 10
5 .
On en déduit que la zone de passage de −V sat à +V sat est très étroite. En effet, l’écart
sur les valeurs de e correspondant au régime linéaire est :
De max 2 ×
13
10 5 = 26.10
−5 V
Comme 26.10 −5 1, il sera donc en pratique délicat de se placer dans cet intervalle de valeurs pour la tension e : le fonctionnement en régime linéaire ne doit
pas être considéré comme le seul fonctionnement de l’amplificateur opérationnel.
Au contraire, il s’agit a priori d’une situation beaucoup plus exceptionnelle que le
fonctionnement en saturation. Cela n’empêchera pas dans nombre de situations expérimentales, d’exercices et de problèmes de se placer dans l’hypothèse d’un fonctionnement en régime linéaire. Il s’agit en effet d’un fonctionnement malgré tout fréquent :
l’amplificateur opérationnel est rarement utilisé tout seul. En particulier, une liaison
entre l’entrée inverseuse et la sortie peut permettre un fonctionnement en régime
linéaire comme on le verra ultérieurement.
1.3 Modèle de l’amplificateur opérationnel idéal
Très souvent, on utilise une idéalisation de ce composant du fait des valeurs de certaines grandeurs caractéristiques.
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