OpAmp

Idealer Operationsverstärker
Der Operationsverstärker (Abkürzung OPV oder einfach OP, englisch OpAmp) hat seinen Namen aus der Zeit elektronischer Analogrechner. Der Name stammt von einem seiner ersten Einsatzgebiete, mit ihm wurden mathematische Berechnungen (so genannte »Operationen«) ausgeführt. Er besteht aus einer Zusammenschaltung mehrerer Transistoren und verfügt meist über einen Differenzeingang. Er zeichnet sich durch eine sehr hohe Verstärkung aus. Durch sehr einfache externe Beschaltungen lassen sich OPs für sehr viele unterschiedliche Anwendungen einsetzen. So können über einfache Gleich- und Wechselspannungsverstärker hinaus auch Integratoren, Differenziatoren, Summierer, PID-Glieder in Regelkreisen, Schwellwertschalter, Strom/Spannungswandler, Oszillatoren und vieles andere mehr realisieren. Das Symbol des OP ist ein Dreieck, das an der Spitze den Ausgangsanschluss hat und dessen Eingänge auf der breiten Seite angeordnet sind. Heutige OPs verfügen praktisch alle über Differenzeingänge, d.h. es gibt einen invertierenden und einen nicht invertierenden Eingang.

Der Operationsverstärker verfügt über eine sehr hohe Verstärkung, größtenteils in der Größenordnung von über 105. Aus diesem Grund kann idealerweise von einer unendlich großen Verstärkung ausgegangen werden. Definiert ist diese Leerlaufverstärkung bei einem Differenzverstärker als Verhältnis von Ausgangsspannung zur Differenz der Eingangsspannungen, also:
                                  v = Ua / (U+) – (U) mit  v → ∞

Der Eingangswiderstand der Operationsverstärker ist überwiegend sehr hochohmig (im Bereich von 104Ω bis zu mehr als 1012Ω bei FET-Eingangsstufen)
Somit lässt sich eine weitere Idealisierung einführen:
                      Re → ∞
So lassen sich die Grundschaltungen leichter verstehen.

Versorgungsspannung
Als Versorgungsspannung sind maximal ±18 V angegeben. Die meisten Schaltungen werden mit ±15 V betrieben, also auf der sicheren Seite. Die Versorgungsspannung sollte für die meisten Anwendungen symmetrisch sein. Falls negative Ausgangsspannungen erreicht werden müssen, ist dies auch zwingend erforderlich. Bei einigen seltenen Fällen, besonders interessant bei Batteriebetrieb, kommt man auch mit einer asymmetrischen Spannungsversorgung aus. Für die meisten Anwendungen verwendet man am besten Festspannungsregler (LM) 7815/7915. Sie sind stark genug für fast alle größeren OPV – Anwendungen.

Diese Schaltung, auch Spannungsfolger genannt, hat einen Verstärkungsfaktor von eins. Sie ist die Grundlage für die meisten OPV-Schaltungen.

Impedanzwandler
Spannungsfolger
opamp
OpAmp
einfache Stromversorgung
Operationsverst
symmetrische Stromversorgung
PIN OUT
Pinbelegung LM 741