Het begrijpen van de ingangs- en uitvoerimpedanties van operationele versterkers (op-amps) is essentieel voor het ontwerpen van effectieve elektronische circuits. Deze parameters beïnvloeden hoe de op-amp interactie met andere circuitcomponenten en beïnvloeden de algehele prestaties.

Invoerimpedantie van een operationele versterker

De ingangsimpedantie van een op-amp wordt voornamelijk bepaald door de ingangsvoordeelstromen en de ingangsweerstand. Ideale op-amps worden beschouwd als oneindige ingangsimpedantie, wat betekent dat ze geen stroom uit de bron trekken. In praktische circuits kan de ingangsimpedantie worden beïnvloed door de configuratie en de omringende componenten.

Voor een typische spanningsversterkerconfiguratie kan de ingangsimpedantie worden benaderd door de weerstand die wordt gezien aan de ingangsterminal, vaak inclusief de weerstand van de bron en de ingangsweerstand van de op-amp zelf.

Berekenen van invoerimpedantie

In een niet-inverterende versterkerconfiguratie is de ingangsimpedantie ongeveer gelijk aan de weerstand die is aangesloten op de ingangsterminal. Voor het omkeren van configuraties wordt de impedantie beïnvloed door de weerstand die in het ingangspad is aangesloten.

Formule voor ingangsimpedantie in een eenvoudige invertingsversterker:

Zin ≈ Rin

Outputimpedantie van een operationele versterker

De uitvoerimpedantie van een op-amp geeft aan hoeveel de uitgangsspanning daalt wanneer een belasting wordt aangesloten. Ideale op-amps hebben nul uitgangsimpedantie, maar echte apparaten hebben een kleine, eindige waarde.

Deze parameter beïnvloedt hoe de op-amp belasting kan aansturen en de stabiliteit en frequentierespons van het circuit beïnvloedt.

Berekenen van uitvoerimpedantie

De uitvoerimpedantie kan worden geschat door het circuit te analyseren met de open-loop-uitgangsimpedantie van het op-amp en het feedbacknetwerk. Negatieve feedback vermindert de effectieve uitvoerimpedantie.

In een spanningsvolgerconfiguratie is de uitvoerimpedantie ongeveer:

Zout ≈ ZOL / (1 + AOL * β)

waarbij ZOL de open-loop-uitvoerimpedantie is, is AOL de open-loop-winst en β de feedbackfactor.