MISURA DELLA TENSIONE DI OFFSET DI INGRESSO E
DELLA CORRENTE DI POLARIZZAZIONE
Schema elettrico del
circuito usato per la determinazione della tensione di offset
Schema elettrico dei
circuiti usati per la determinazione della corrente 535f57f di polarizzazione
RELAZIONE TECNICA
Scopo di questa esperienza è il rilievo della
tensione di offset di ingresso e della corrente di polarizzazione di un
amplificatore operazionale μA741.
Se poniamo entrambi gli ingressi
dell’amplificatore operazionale a massa e misuriamo la tensione di uscita dello
stesso, ci accorgiamo che questa non è nulla, ma assume un valore finito. Per
avere quindi una tensione di uscita nulla è necessario avere in ingresso una
tensione di offset, o input offset voltage: essa è definita come la tensione
che è necessaria applicare all’ingresso perché la tensione di uscita dia uguale
a zero.
Si definisce invece corrente di polarizzazione
di ingresso (input bias current) la media algebrica delle correnti di ingresso
dell’operazionale. Nell’amplificatore operazionale ideale si considerano le
correnti nei terminali di ingresso, invertente e non invertente, pari a zero.
In realtà i terminali sono interessati da deboli correnti, necessarie per la
polarizzazione dei transistor di ingresso. Esse sono entranti o uscenti, a
seconda del tipo di transistor presente nello stadio di ingresso.
Per determinare la tensione di offset è
possibile è possibile utilizzare il seguente circuito (figura 1):
fig. 1
R1 ed R3 sono di 47 Ω,
R2 è di 47 KΩ. Il valore della resistenza R2 è
maggiore rispetto ad R1, permettendo un guadagno in catena chiusa
elevato. Le resistenze R1 ed R3 hanno invece valore
uguale: ed è possibile quindi considerare trascurabile l’incidenza delle
correnti di polarizzazione. Per ricavare il valore della tensione di offset VOS è possibile notare che lo
schema in figura è un
A.O. in
configurazione non invertente; per cui:
Il valore di VU, letto direttamente
sul DVM, risulta essere pari a 54,5 mV, da cui ci si ricava la tensione di
offset:
Per quanto riguarda la determinazione della
corrente di polarizzazione di ingresso per il µA 741 viene invece utilizzato un
A.O in configurazione ad inseguitore di tensione, come mostrato di seguito
(figura 2):
fig. 2
Dove R1 è
di 1 MΩ. In questo caso possiamo affermare che la tensione VU è
uguale a:
Il valore di VOS ha lo stesso valore
della prova precedente, il valore di VU in questo caso è di 62,5 mV;
pertanto avremo:
Per quanto riguarda invece la corrente di
polarizzazione all’ingresso non invertente, valgono considerazione analoghe a
quelle svolte per la prova precedente. In questo caso si ha il seguente schema
(figura 3):
fig.3
Dove R1 è pari a 1 MΩ. Si
tratta di un amplificatore in configurazione ad inseguitore, dove la
tensione d’uscita VU
è pari a:
Il valore di VOS ha lo stesso
valore della prova precedente, il valore di VU in questo caso è di
61,4 mV; pertanto avremo:
Da cui la corrente di
polarizzazione di ingresso sarà pari a:
Valore che rientra nei parametri propri di un
μA741, dove la corrente di polarizzazione deve essere compresa tra 80 e
200 nA.
