- Chỉ cần hiệu điện áp đầu vào rất nhỏ (0,001 V) - Nhưng điện áp đầu ra đã rất lớn - Khuếch đại thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn - Rất nhạy với sự chênh lệch điện áp đầu vào - Trong thực tế, op-amp thường phải dùng hồi tiếp âm để ổn định và tránh bão hòa

1000V

Op-Amp có hệ số khuếch đại vô cùng lớn, khiến nó hoạt động như một bộ so sánh (Comparator) khi không có phản hồi: chỉ cần V_+ > V_- một chút, đầu ra sẽ nhảy vọt lên mức tối đa.

1. Tính điện áp lối ra ( Ura𝑈𝑟𝑎) Công thức tính điện áp lối ra của khuếch đại thuật toán dựa trên sự chênh lệch điện áp giữa hai đầu vào là:
Ura=A×(U+−U−)𝑈𝑟𝑎=𝐴×(𝑈+−𝑈−) Trong đó:

• A𝐴: Hệ số khuếch đại vòng hở,  𝐴 =106.
• U+𝑈+: Điện áp tại lối vào không đảo ( ++),  𝑈+ =2 V.
• U−𝑈−: Điện áp tại lối vào đảo ( −−),  𝑈− =1 , 999 V.

Thay số vào công thức:
Ura=106×(2−1,999)𝑈𝑟𝑎=106×(2−1,999) Ura=106×0,001𝑈𝑟𝑎=106×0,001

• Hệ số khuếch đại cực lớn: Chỉ với một sự chênh lệch điện áp rất nhỏ ở đầu vào ( 0 , 001 V), điện áp đầu ra đã được khuếch đại lên rất cao ( 1000 V).
• Khuếch đại hiệu số: Op-amp hoạt động bằng cách khuếch đại sự chênh lệch (hiệu) giữa hai điện áp đầu vào.
• Trạng thái bão hòa: Trong thực tế, điện áp lối ra không thể đạt tới  1000 V mà sẽ bị giới hạn bởi điện áp nguồn cung cấp ( +VCC+𝑉𝐶𝐶 và  −VEE−𝑉𝐸𝐸). Khi đó, Op-amp sẽ rơi vào trạng thái bão hòa (thường khoảng  ±12 V đến  ±15 V tùy loại).

   Từ kết quả trên, ta có thể rút ra các đặc điểm quan trọng sau:

Hệ số khuếch đại cực kỳ lớn: Chỉ với một sự chênh lệch rất nhỏ ở đầu vào (0,001 \text{ V}), điện áp đầu ra đã vọt lên rất cao. ​Sự bão hòa (Saturation): Trong thực tế, một Op-amp không bao giờ xuất ra được 1000 \text{ V}. Nó bị giới hạn bởi nguồn cung cấp (thường là \pm 12 \text{ V} hoặc \pm 15 \text{ V}). Vì vậy, trong trường hợp này, Op-amp sẽ rơi vào trạng thái bão hòa dương (đầu ra sẽ bằng xấp xỉ điện áp nguồn dương). ​Lối vào "ảo": Để Op-amp hoạt động trong vùng khuếch đại tuyến tính (không bị bão hòa), hiệu điện áp giữa hai đầu vào (V_+ - V_-) phải cực kỳ nhỏ, gần như bằng 0. Đây chính là cơ sở cho nguyên lý ngắn mạch ảo khi thiết kế các mạch có phản hồi âm.

Điện áp lối ra bằng 10 mũ 6 x (2 - 1,999) = 1000

- Đặc điểm:

+ Khuếch đại thuật toán thực hiện khuếch đại sự chênh lệch giữa điện áp lối vào đảo và không đảo, sau đó kết quả đưa tới lối ra

+ Hệ số khuếch đại A rất lớn, có thể lên tới 10 mũ 6

Hiệu điện áp ở đầu vào là:

ΔUin​=U1​−U2​=2−1,999=0,001 (V)

Điện áp đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán là:

Nhận xét về đặc điểm:

Khuếch đại thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn (A=10 mũ 6)

Chỉ cần một sự chênh lệch điện áp rất nhỏ ở đầu vào cũng có thể tạo ra điện áp ra rất lớn.

Trong thực tế, điện áp ra sẽ bị giới hạn bởi điện áp nguồn nuôi (xảy ra hiện tượng bão hòa), không thể đạt đến mức 1.000 V như tính toán.

V out   = A . (V + - V -)

Hiệu điện áp đầu vào:

∆ V = V + - V - = 2 - 1,999 = 0,001V (hay 1mV)

​Điện áp lối ra lý thuyết:

V out = 10^6 . 0,001 = 1000V 

chúng ta có thể rút ra những nhận xét quan trọng sau về đặc điểm của Op-Amp:

Hệ số khuếch đại rất lớn: Chỉ với một sự chênh lệch điện áp cực nhỏ ở đầu vào (1mV), điện áp đầu ra đã tăng vọt lên rất cao.

​Hiện tượng bão hòa: Trên thực tế, điện áp lối ra không bao giờ đạt tới 1000V. Nó sẽ bị giới hạn bởi nguồn cấp

​Độ nhạy cao: Op-Amp cực kỳ nhạy bén với sự sai khác giữa hai cổng vào. Đặc điểm này khiến nó trở thành một bộ so sánh (comparator) lý tưởng khi hoạt động ở chế độ vòng hở: ​Nếu V + > V - =>  V out  tiến về mức bão hòa dương. ​Nếu V+ < V - =>  V out tiến về mức bão hòa âm.

hiện điện áp ở đầu vào là

Uin=u1-u2=2-1,999=0,001(V)

điện âp đầu ra của bộ khuếch đại thuật toaan là

U=A.(U1-U2)=10^6.0,001=1.000(V)

Nhận xét

khuếch đại thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn (A=10^6)

chỉ cần một sự chênh lệch điện áp rất nhỏ ở đầu vài cũng có thể tạo ra điện áp rất lớn.Trong thực tế,điện áp ra sẽ bị giới hạn bởi điện áp nguồn nuôi (xảy ea hiện tượng bảo hoà),lhoong thể đạt đến mức 1.000 V như tính toán