Um amplificador operacional, ou amplificador operacional, é um circuito integrado usado para amplificar sinais de tensão. Possui alta impedância de entrada e baixa impedância de saída, permitindo amplificar com eficiência sinais elétricos fracos. A configuração básica de um amplificador operacional inclui dois terminais de entrada (inversores e não inversores) e um terminal de saída. O amplificador operacional amplifica a diferença de tensão entre os dois terminais de entrada e emite um sinal de tensão que normalmente é muitas vezes maior que o sinal de entrada, dependendo do ganho definido pelos componentes externos.
Um amplificador operacional é um componente eletrônico versátil simbolizado por um triângulo com duas entradas e uma saída. A entrada inversora é marcada com um sinal de menos (-) e a entrada não inversora é marcada com um sinal de mais (+). A saída geralmente está na ponta do triângulo, oposta à base onde estão localizadas as entradas. Este símbolo representa a operação fundamental do amplificador operacional: amplifica a diferença de tensão entre as entradas inversoras e não inversoras e fornece uma saída amplificada.
Internamente, um amplificador operacional consiste em vários estágios de amplificação, incluindo amplificadores diferenciais, estágios de ganho de tensão e um estágio de saída. O amplificador diferencial no estágio de entrada amplifica a diferença entre as entradas inversoras e não inversoras enquanto rejeita quaisquer sinais de modo comum. Os estágios de ganho de tensão fornecem amplificação adicional e o estágio de saída garante baixa impedância de saída e capacidade de condução de corrente suficiente. Esses componentes internos trabalham juntos para fornecer alto ganho e desempenho estável característicos dos amplificadores operacionais.
O ganho do amplificador operacional refere-se à relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada. O ganho de um amplificador operacional pode ser controlado por resistores e capacitores externos em várias configurações, como configurações de amplificador inversor, não inversor e diferencial. Na configuração inversora, o ganho é determinado pela relação entre o resistor de feedback e o resistor de entrada, resultando em um ganho negativo. Na configuração não inversora, o ganho é determinado pela razão entre o resistor de realimentação e o resistor conectado ao terra, mais um, resultando em um ganho positivo. O ganho pode ser muito alto, permitindo uma amplificação significativa do sinal de entrada.
Um amplificador operacional ideal é um dispositivo teórico com ganho infinito em malha aberta, impedância de entrada infinita e impedância de saída zero. Amplifica perfeitamente a diferença de tensão entre seus terminais de entrada sem quaisquer limitações. Na prática, isso significa que o amplificador operacional ideal amplificará a diferença entre as entradas inversoras e não inversoras sem deslocamento, ruído ou distorção. Além disso, o amplificador operacional ideal possui largura de banda infinita, permitindo amplificar sinais de qualquer frequência sem atenuação. Os amplificadores operacionais do mundo real aproximam-se dessas características ideais, mas têm limitações devido a restrições práticas de fabricação.