MISURA DELLA TENSIONE DI OFFSET DI INGRESSO E DELLA CORRENTE DI POLARIZZAZIONE

elettronica

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 V_OS  è possibile notare che lo schema in figura è un

A.O. in configurazione non invertente; per cui:

Il valore di V_U, 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 V_U è uguale a:

Il valore di V_OS ha lo stesso valore della prova precedente, il valore di V_U 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 V_U è pari a:

Il valore di V_OS ha lo stesso valore della prova precedente, il valore di V_U 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.