Amplificador Operacional Seguidor de Tensão: O que é?
O que é um Seguidor de Tensão?
Um seguidor de tensão (também conhecido como amplificador buffer, amplificador de ganho unitário ou amplificador de isolamento) é um circuito de amplificador operacional cuja tensão de saída é igual à tensão de entrada (ele “segue” a tensão de entrada). Portanto, um seguidor de tensão de amplificador operacional não amplifica o sinal de entrada e tem um ganho de tensão de 1.
O seguidor de tensão não proporciona atenuação ou amplificação, apenas buffering.
Um circuito de seguidor de tensão tem uma impedância de entrada muito alta. Essa característica o torna uma escolha popular em muitos tipos diferentes de circuitos que requerem isolamento entre o sinal de entrada e o sinal de saída.
O circuito do seguidor de tensão é mostrado abaixo.
Uma lei importante que sustenta um seguidor de tensão é a lei de Ohm.
Que estabelece que a corrente de um circuito é igual à sua corrente dividida por sua tensão dividida por sua resistência.
Como mencionado, os seguidores de tensão têm uma impedância de entrada muito alta (e, portanto, alta resistência).
Mas antes de discutirmos circuitos com alta impedância, será útil primeiro entender o que acontece em um circuito com baixa impedância.
Uma baixa impedância de entrada — e, portanto, resistência neste caso — resultará no “R” na fórmula da lei de Ohm sendo pequeno.
Com uma tensão fixa (V), isso significará que uma grande quantidade de corrente será extraída por uma carga de baixa impedância (resistência).
Portanto, o circuito consome uma grande quantidade de potência da fonte de alimentação, resultando em grandes perturbações na fonte.
Agora, vamos considerar dar a mesma potência a um circuito de seguidor de tensão.
Um circuito de seguidor de tensão é mostrado abaixo.
Observe como a saída está conectada à sua entrada inversora.
Esta conexão força o amplificador operacional a ajustar sua tensão de saída para ser igual à tensão de entrada.
A tensão de saída, portanto, “segue” a tensão de entrada.
Como mencionado, um seguidor de tensão é um tipo de amplificador operacional com uma impedância muito alta.
Mais especificamente, o lado de entrada do amplificador operacional tem uma impedância muito alta (1 MΩ a 10 TΩ), enquanto a saída não tem.
A lei de Ohm ainda precisa ser verdadeira.
Então, se mantivermos a tensão a mesma no lado de entrada e de saída, e reduzirmos significativamente a resistência... o que vai acontecer com a corrente?
Isso mesmo: a corrente dispara.
Um seguidor de tensão mantém a tensão a mesma — não dissemos que mantinha a corrente a mesma também!
Embora um seguidor de tensão tenha um ganho de tensão unitário (ou seja, igual a um), ele tem um ganho de corrente muito alto.
Então, no lado de entrada: impedância muito alta e corrente muito baixa.
E no lado de saída: impedância muito baixa e corrente muito alta.
A tensão permanece a mesma, mas a corrente aumenta (porque a impedância diminuiu entre o lado de entrada e o lado de saída).
Como mencionado: a impedância de entrada do amplificador operacional é muito alta (1 MΩ a 10 TΩ).
Com tal alta impedância de entrada, o amplificador operacional não carrega a fonte e só retira corrente mínima dela.
Porque a impedância de saída do amplificador operacional é muito baixa, ele impulsiona a carga como se fosse uma fonte de tensão perfeita.
Ambas as conexões para e a partir do buffer são, portanto, conexões de ponte.
Isso resulta em menor consumo de energia na fonte e menos distorção devido ao sobrecarregamento e outras causas de interferência eletromagnética.
Ganho do Seguidor de Tensão
Um seguidor de tensão tem um ganho de tensão de 1 (unidade), porque a tensão de saída segue a tensão de entrada. Embora o ganho de tensão de um amplificador buffer seja aproximadamente unidade, ele fornece um ganho considerável de corrente e potência. Apesar disso, é comum dizer que ele tem um ganho de 1 — referindo-se ao ganho de tensão (o equivalente a 0 dB).
Seguidor de Tensão em Circuitos Divisores de Tensão
