Operationsförstärkare

Inledning

En operationsförstärkare (opamp) är en förstärkarkrets med hög förstärkning.
Vanligtvis förekommer de i form av integrerade kretsar där alla komponenter finns i en kapsel.
Används ofta i större kretsar med negativ återkoppling för att få önskad förstärkning och bättre prestanda.

Uppfanns 1938 av G. A. Phibrick och C. A. Lovell oberoende av varandra.
Användes först för att lösa beräkningsproblem som räknande element i realtid.
De första operationsförstärkarna baserades på elektronrör; stora, otympliga och dyra.
Transistorn, uppfunnen 1948, minskade storleken och kostnaden för operationsförstärkare.
Integrerade kretsar i början av 1960-talet möjliggjorde exaktare matchning av komponenter, vilket gjorde dem billigare och pålitligare.

Matning med två symmetriska spänningar, en positiv och en likadan negativ.
Ideala egenskaper inkluderar:
- Oändlig förstärkning
- Oändlig inimpedans
- Ingen utimpedans
- 0V in = 0V ut
Verkliga operationsförstärkare:
- Hög förstärkning, ofta över 100 000 gånger vid likspänning
- Hög inimpedans, ofta över 1 MOhm
- Låg utimpedans, under 100 Ohm
- Begränsad bandbredd
Inverterande och icke-inverterande ingångar; spänningsskillnaden förstärks.
Negativ återkoppling används för att stabilisera förstärkningen.

Operationsförstärkare och återkoppling är centrala i många analoga kretsar.
Återkopplingen ökar bandbredden och linjäriteten.
Många operationsförstärkare kan hantera genomgångsförstärkning utan stabilitetsproblem.

Gunnar Petersson, Elkretsanalys, Kurslitteratur, Elektroteknisk teori och konstruktion, 2006, Stockholm.