Amplificador de seguidor de tensió: Què és?
Què és un seguidor de tensió
Un seguidor de tensió (també conegut com a amplificador buffer, amplificador d'amplificació unitària o amplificador d'isolament) és un circuit d'amplificador operacional la seva sortida tensió és igual a la tensió d'entrada (la "segueix"). Per tant, un seguidor de tensió d'amplificador operacional no amplifica el senyal d'entrada i té un guany de tensió d'1.
El seguidor de tensió no proporciona atenuació ni amplificació, només buffereja.
El circuit del seguidor de tensió té una impedància d'entrada molt alta. Aquesta característica el fa una opció popular en molts tipus diferents de circuits que requereixen isolament entre el senyal d'entrada i el senyal de sortida.
El circuit del seguidor de tensió es mostra a continuació.
Una llei important que sotaestén un seguidor de tensió és la llei d'Ohm.
La qual estipula que la corrent d'un circuit és igual a la seva tensió dividida per la seva resistència.
Com s'ha mencionat, els seguidors de tensió tenen una impedància d'entrada molt alta (i, per tant, una resistència elevada).
Però abans de discutir circuits amb alta impedància, serà útil primer entendre el que passa en un circuit amb baixa impedància.
Una baixa impedància d'entrada - i, per tant, resistència en aquest cas - resultarà en que la "R" en la fórmula de la llei d'Ohm sigui petita.
Amb una tensió fixa (V), això vol dir que es generarà una gran quantitat de corrent per una càrrega d'alta impedància (resistència).
Per tant, el circuit consumeix una gran quantitat de potència de la font d'energia, resultant en altes pertorbacions de la font.
Ara considerem donar la mateixa potència a un circuit seguidor de tensió.
Es mostra a continuació un circuit seguidor de tensió.
Observeu com la sortida està connectada a la seva entrada inversora.
Aquesta connexió obliga l'amplificador operacional a ajustar la seva tensió de sortida per igualar la tensió d'entrada.
Per tant, la tensió de sortida "segueix" la tensió d'entrada.
Com s'ha mencionat, un seguidor de tensió és un tipus d'amplificador operacional amb una impedància molt alta.
Més específicament, la banda d'entrada de l'amplificador operacional té una impedància molt alta (1 MΩ a 10 TΩ), mentre que la banda de sortida no ho té.
Encara així, la llei d'Ohm ha de mantenir-se veritable.
Si mantenim la tensió igual a la banda d'entrada i de sortida, i reduïm significativament la resistència... què passarà amb la corrent?
Exacte: la corrent es dispara.
Un seguidor de tensió manté la tensió igual - no hem dit que també mantingués la corrent igual!
Tot i que un seguidor de tensió té un guany de tensió unitari (és a dir, 1), té un guany de corrent molt elevat.
Així, a la banda d'entrada: una impedància molt alta, i una corrent molt baixa.
I a la banda de sortida: una impedància molt baixa, i una corrent molt elevada.
La tensió es manté igual, però la corrent augmenta (perquè la impedància ha disminuït entre la banda d'entrada i la de sortida).
Com s'ha mencionat: la impedància d'entrada de l'amplificador operacional és molt alta (1 MΩ a 10 TΩ).
Amb una impedància d'entrada tan alta, l'amplificador operacional no carrega la font i només n'extrau una corrent mínima.
Degut a la baixa impedància de sortida de l'amplificador operacional, impulsa la càrrega com si fos una font de tensió perfecta.
Totes les connexions cap a i des de l'amortidor són, per tant, connexions de pont.
Això resulta en un consum de potència reduït a la font, i menys distorsió per sobrecàrrega i altres causes d'interferència electromagnètica.
Guany del seguidor de tensió
Un seguidor de tensió té un guany de tensió d'1 (unitari), perquè la tensió de sortida segueix la tensió d'entrada. Tot i que el guany de tensió d'un amplificador buffer és aproximadament unitari, proporciona un guany de corrent i de potència considerable. Malgrat això, és habitual dir que té un guany de 1, referint-se al guany de tensió (l'equivalent a 0 dB).
