¿Por qué un amplificador operacional proporciona una ganancia muy alta para señales de modo diferencial y ganancia cero para señales de modo común?

Answer 1

Todo está en las definiciones, de verdad. En la actualidad, casi todos los amplificadores operacionales tienen dos entradas: una entrada inversora (-) y una entrada no inversora (+); y el voltaje de salida (en DC) viene dado por

Vout = Av (ol) * [V (+) – V (-)]

donde Av (ol) es la ganancia de voltaje de bucle abierto , que puede ser fácilmente de al menos 50000.

Las señales de modo común son aquellas que están en fase, y tienden a ser causadas por una sola fuente (como una señal de radio que es inadvertidamente “captada” por cada pin de entrada. Si los circuitos de entrada tienen la misma impedancia, el voltaje que se desarrolla en cada pin es aproximadamente igual, y dado que el amplificador operacional es un amplificador de diferencia, el voltaje de salida resultante será muy pequeño.

Por otro lado, las señales en modo diferencial no están en fase, y como tales aparecen como dos voltajes inducidos distintos y diferentes. El voltaje diferencial puede ser pequeño, pero la ganancia muy alta hace que la salida sea mucho mayor que para las señales de modo común.

Answer 2

Un amplificador operacional ideal se define como un amplificador diferencial con ganancia muy alta y una impedancia de entrada muy alta (idealmente, “infinita”). El comportamiento que está describiendo es exactamente el que debe esperar de un amplificador diferencial ideal (ganancia cero en modo común).

Answer 3

Es un requisito de diseño primario de los amplificadores OP. Si las señales de modo común afectaran la salida, sería mucho más difícil diseñar con amplificadores operacionales.

Sin ganancia de modo común y una ganancia de modo diferencial extremadamente alta, la ganancia que tendrá el amplificador OP de bucle cerrado solo dependerá de los componentes de retroalimentación.

Answer 4

Si realmente quiere entender, comience por mirar cómo funciona un espejo de corriente + par de cola larga.

Transistor de cola larga par

Amplificador diferencial – Wikipedia

Answer 5

Un amplificador operacional no es una sola pieza. Se compone de muchos transistores conectados internamente. Debido a esto, puede dar alta ganancia. La ganancia alta también puede aumentar la distorsión. Entonces, para controlar la alta ganancia, también se incluyó un amplificador de retroalimentación que cuando se alimenta con una parte de la señal, disminuye la ganancia. Esa es la razón de tu pregunta.