Plage de tension d'entrée des amplificateurs opérationnels

Je comprends que, pour un ampli op idéal, Vo est délimité par Vee et Vcc (c'est-à-dire; Vee <Vo <Vcc).

Mais qu'en est-il de la plage de tension d'entrée? Quelle est la plage de tension d'entrée autorisée dans laquelle opamp fonctionne normalement? Peut-on appliquer des tensions Vn et Vi inférieures à Vee ou supérieures à Vcc? Pour les amplificateurs opérationnels à alimentation unique, pouvons-nous appliquer des tensions d'entrée négatives?

L'opamp étant idéal, pratique, rail à rail, change-t-il la réponse à cette question?

• En fonctionnement normal, V + et V- sont identiques. S'ils sont différents, l'ampli-op est utilisé comme comparateur.

• Une spécification importante dans le choix d'un ampli opérationnel est la plage de "tension de mode commun d'entrée". Les tensions aux entrées doivent être dans cette plage pour un fonctionnement correct.

• Certains amplificateurs opérationnels sont des entrées / sorties «RRIO» ou rail à rail. Comme vous pouvez le deviner, cela signifie que la plage de mode commun d'entrée va du rail Vee au rail Vcc.

• Certains amplificateurs opérationnels qui ne comprennent que le rail Vee dans la gamme en mode commun sont appelés amplificateurs opérationnels "à alimentation unique".

Voici les spécifications de la fiche technique LM324:

Il est important de noter que certains amplis op peuvent se comporter bizarrement si soit la tension d'entrée est trop près des rails d'alimentation. Si un ampli op a une plage de tension en mode commun qui s'étend jusqu'à 0,5 volt, par exemple, cela impliquerait clairement que si les deux entrées sont inférieures à 0,5 volt, l'ampli op pourrait être incapable de distinguer celle qui est la plus élevée. Sur certains de ces amplificateurs opérationnels, cependant, une entrée qui descend en dessous de 0,5 volt peut être considérée comme étant supérieure à l'autre entrée - même si l'autre entrée est bien au-dessus de 0,5 volt.

(1) Ce qu'ils ont tous dit.

(2) Notez que quelques amplificateurs opérationnels peuvent osciller légèrement au-delà des rails d'alimentation - ceci est obtenu en générant des tensions à l'intérieur de l'amplificateur opérationnel qui lui donnent une tension de fonctionnement réelle plus large que celle fournie.

(3) Notez que la plage de mode commun est une tension admissible à laquelle l'entrée eitherm DOIT être comprise. Ce n'est pas la différence entre eux. Si l'un ou l'autre est en dehors de la plage, il n'est pas garanti de fonctionner.

La plage de tension d'entrée peut varier, mais doit être comprise dans les tensions d'alimentation (vous pouvez en voir certaines qui peuvent aller, par exemple, 0,3 V au-dessus / en dessous), donc si une alimentation unique, aucune tension négative n'est autorisée.
Cela dépend de la façon dont l'étage d'entrée différentiel est configuré, certains amplificateurs opérationnels utilisent une paire d'entrée complémentaire (canal P et canal N en parallèle) pour réaliser une entrée rail à rail, chaque paire couvrant une partie de la plage.
Généralement, il y aura des informations sur la plage d'entrée en mode commun dans les fiches techniques, voici un exemple d'un ampli-op sans plage d'entrée rail à rail (les spécifications sont pour +/- 5V):

La spécification que vous recherchez est appelée "plage de mode commun d'entrée" et est presque toujours limitée aux rails d'alimentation. Sur de nombreux opamps, il est limité à un peu moins dans une ou les deux directions.

Vous pouvez prendre un ampli op normal et en faire un avec une large plage de tension d'entrée dépassant les limites d'alimentation en plaçant un diviseur de résistance devant chaque entrée. La tension de décalage d'entrée est également multipliée par la même valeur, et elle réduira le rejet en mode commun dans la mesure où les diviseurs ne sont pas exactement adaptés.

Si votre signal d'entrée est AC, vous pouvez obtenir une très large plage de mode commun d'entrée par couplage de transformateur.

Mais notez que dans un onduleur, l'entrée de la résistance connectée à l'entrée inverseuse peut facilement être beaucoup plus grande que la limite de l'ampli op. La fonction globale du circuit peut souvent maintenir l'entrée inverseuse dans la plage.