Rango de voltaje de entrada de opamps

Entiendo que, para un amplificador operacional ideal, Vo está limitado por Vee y Vcc (es decir, Vee <Vo <Vcc).

Pero, ¿qué pasa con el rango de voltaje de entrada? ¿Cuál es el rango de voltaje de entrada permitido en el que el opamp funciona normalmente? ¿Podemos aplicar voltajes Vn y Vi que estén por debajo de Vee o por encima de Vcc? Para opamps de suministro único, ¿podemos aplicar voltajes de entrada negativos?

¿Ompamp, siendo ideal, práctico, riel a riel, cambia la respuesta a esta pregunta?

• En funcionamiento normal, V + y V- son lo mismo. Si son diferentes, el amplificador operacional se está utilizando como un comparador.

• Una especificación importante en la elección de un amplificador operacional es el rango de "voltaje de entrada en modo común". Los voltajes en las entradas deben estar en este rango para una operación adecuada.

• Algunos amplificadores operacionales son "RRIO" o entrada / salida de riel a riel. Como puede suponer, esto significa que el rango del modo común de entrada va del riel Vee al riel Vcc.

• Algunos amplificadores operacionales que incluyen solo el riel Vee en el rango de modo común se denominan amplificadores operacionales de "suministro único".

Aquí está la especificación en la hoja de datos LM324:

Es importante tener en cuenta que algunos amplificadores operacionales pueden comportarse de manera muy extraña si cualquiera de los voltajes de entrada se acerca demasiado a los rieles de suministro. Si un amplificador operacional tiene un rango de voltaje de modo común que se extiende hasta 0.5 voltios, por ejemplo, eso implicaría claramente que si ambas entradas están por debajo de 0.5 voltios, el amplificador operacional podría ser incapaz de distinguir cuál es mayor. Sin embargo, en algunos amplificadores operacionales de este tipo, una entrada que va por debajo de 0,5 voltios podría considerarse más alta que la otra entrada, incluso si la otra entrada está muy por encima de 0,5 voltios.

(1) Lo que todos dijeron.

(2) Tenga en cuenta que algunos opamps pueden oscilar un poco más allá de los rieles de suministro; esto se logra mediante la generación de voltajes dentro del opamp que le otorgan un verdadero voltaje de funcionamiento más amplio que el suministrado.

(3) Tenga en cuenta que el rango de modo común es el voltaje admisible en el que DEBE estar cualquiera de las entradas. No es la diferencia entre ellos. Si alguno está fuera del rango, no se garantiza que funcione.

El rango de voltaje de entrada puede variar, pero tiene que estar dentro de los voltajes de suministro (puede ver algunos que pueden ir, por ejemplo, 0.3 V arriba / abajo), por lo que si se suministra solo, no se permiten voltajes negativos.
Depende de cómo esté configurada la etapa de entrada diferencial, algunos opamps usan un par de entrada complementario (canal P y canal N en paralelo) para lograr una entrada de riel a riel, cada par cubre parte del rango.
En general, habrá información sobre el rango de entrada del modo común en las hojas de datos, aquí hay un ejemplo de un amplificador operacional sin un rango de entrada de riel a riel (las especificaciones son para +/- 5V):

La especificación que está buscando se denomina "rango de modo común de entrada" y casi siempre se limita a los rieles de suministro. En muchos opamps, se limita a algo menos en una o ambas direcciones.

Puede tomar un opamp normal y hacer uno con un amplio rango de voltaje de entrada que exceda los límites de suministro colocando un divisor de resistencia en frente de cada entrada. Sin embargo, el voltaje de compensación de entrada también se multiplica por el mismo valor, y reducirá el rechazo de modo común en la medida en que los divisores no coincidan exactamente.

Si su señal de entrada es CA, puede obtener un rango de modo común de entrada muy grande mediante el acoplamiento del transformador.

Pero tenga en cuenta que en un inversor la entrada a la resistencia conectada a la entrada inversora puede ser fácilmente mucho mayor que el límite del amplificador operacional. La función general del circuito a menudo puede mantener la entrada inversora dentro del rango.