ELEMANIA
Operazionale - Saturazione
Saturazione nell'amplificatore non invertente

La tensione di uscita dell'amplificatore non invertente realizzato con operazionale risulta direttamente proporzionale alla tensione applicata in ingresso, secondo la semplice formula di calcolo:


Tale formula è però valida solo fintantoché la tensione di uscita non raggiunge la tensione di saturazione dell'operazionale ±Vsat. Facciamo un esempio considerando il seguente circuito con R1= 2 kΩ e R2= 8 kΩ e Vss=±15V


Calcoliamo subito l'amplificazione che è:

Dunque l'uscita risulta cinque volte più grande del segnale applicato in ingresso. Se forniamo in ingresso una tensione di 1 V avremo in uscita 5 V; fornendo 2 V avremo 10 V; fornendo 3 V.... in teoria dovremmo avere 15 V. Però, come sappiamo, le tensioni di alimentazione costituiscono un valore limite che non può mai essere superato da tutte le altre tensioni presenti nel circuito.

Nel caso dell'operazionale, l'uscita non raggiunge mai le alimentazioni, ma si ferma alla tensione di saturazione Vsat (di solito uno o due Volt più bassa dell'alimentazione). Quindi nel nostro circuito con Vin = 3 V avremo in uscita Vu = +Vsat = 14 V. Ulteriori aumenti di  Vin non producono nessun aumento di Vu che, giunta alla saturazione, non può ulteriormente crescere.

In conclusione, la presenza di retroazione ha abbassato il guadagno del circuito, ma non ha eliminato la saturazione, che resta sempre e comunque un limite fisico insuperabile del componente operazionale. La caratteristica ingresso-uscita dell'amplificatore (con il taglio evidente dovuto alla saturazione) è mostrata nella figura seguente:

Saturazione nell'amplificatore invertente

Il discorso precedente può essere ripetuto pressoché identico anche per l'amplificatore invertente. Anche in questo caso la formula

vale solo fintantoché la tensione di uscita non raggiunge la tensione di saturazione.

L'unica sostanziale differenza rispetto all'amplificatore non invertente è rappresentata dal fatto che la caratteristica ingresso-uscita risulta in questo caso invertita, a causa del segno meno presente nella formula dell'amplificatore:

 

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