[CESGRANRIO - Transpetro 2018] Um amplificador operacional processa pequenos sinais de modo diferencial que aparecem entre suas duas entradas, desenvolvendo um sinal de saída. Os amplificadores operacionais reais se afastam dos atributos considerados ideais, mas são úteis, para a compreensão de primeiro nível do comportamento do amplificador operacional, considerando-se válidos esses atributos.
JUNG, Walter G… Op Amp Applications Handbook. EUA: Newnes / Elsevier, 2005. 878 p. Copyright (c) by Analog Devices. Adaptado.
NÃO é um dos atributos usualmente associados a amplificadores operacionais ideais a(o)
a) impedância de entrada infinita
b) tensão de offset zero entre as entradas
c) corrente zero nas entradas
d) sensibilidade à tensão em modo comum na entrada
e) ganho diferencial infinito

Passo 1

O enunciado pede para identificar qual das alternativas NÃO é um dos atributos usualmente associados a amplificadores operacionais ideais. As alternativas são:
a) impedância de entrada infinita
b) tensão de offset zero entre as entradas
c) corrente zero nas entradas
d) sensibilidade à tensão em modo comum na entrada
e) ganho diferencial infinito

Passo 2

Explicando as alternativas:
(a) “impedância de entrada infinita”: Impedância de entrada é a resistência (mais geralmente a impedância) que a fonte vê nas entradas do amplificador. Se a impedância de entrada for muito alta, praticamente não entra corrente pela entrada. No modelo ideal assume-se que a impedância de entrada é infinita, ou seja, a entrada não “carrega” a fonte que está ligada a ela. Isso é um dos atributos clássicos do op-amp ideal.
(c) “corrente zero nas entradas”: Corrente de entrada é a corrente que efetivamente entra pelas pernas (pinos) de entrada do amp-op. Se a impedância de entrada é infinita (alternativa (a)), então pela lei de Ohm a corrente é nula. Portanto “corrente zero nas entradas” é equivalente, no sentido prático, ao item (a) e também é um atributo usual assumido para o amplificador operacional ideal.
(b) “tensão de offset zero entre as entradas”: Offset de entrada é aquela pequena tensão diferencial que precisa ser aplicada entre as entradas para que a saída seja exatamente zero. Amplificadores reais têm um pequeno offset; o amplificador operacional ideal é assumido sem offset, isto é, a tensão de offset é zero. Logo (b) também é um atributo usual do modelo ideal.
(e) “ganho diferencial infinito”: Ganho diferencial é o ganho com que o amplificador multiplica a diferença de tensão entre suas duas entradas para produzir a saída. No modelo ideal assume-se que esse ganho é infinito: qualquer diferença infinitesimal entre as entradas gera uma saída finita (na prática isso força, em configurações de realimentação, a diferença de entradas quase a zero). Assim (e) é outro atributo clássico do op-amp ideal.

Passo 3

Explicando a alternativa (d): “sensibilidade à tensão em modo comum na entrada”. Primeiro, definir o que é modo comum: é a parte da tensão que é igual em ambas as entradas; por exemplo, se ambas as entradas sobem juntas, essa componente é o sinal em modo comum. A sensibilidade ao modo comum refere-se ao quanto esse sinal em modo comum é amplificado — isso é medido pelo ganho em modo comum A_{cm}. Uma boa característica de um amplificador é rejeitar sinais em modo comum, ou seja, não responder a eles. Para o modelo ideal assume-se que o amplificador NÃO responde ao modo comum, o que significa A_{cm}=0. Por outro lado o ganho diferencial é A_d=\infty. A razão entre eles é a rejeição de modo comum (CMRR):
\text{CMRR}=\frac{A_d}{A_{cm}}.
No caso ideal tem-se A_d=\infty e A_{cm}=0, de modo que \text{CMRR}=\infty (rejeição perfeita do modo comum). Portanto o comportamento ideal é insensível ao modo comum, e não sensível. Dizer que o amplificador ideal tem “sensibilidade à tensão em modo comum” contraria justamente o que se assume idealmente.

Passo 4

Resumo: (a) e (c) são duas formas de dizer que a entrada não consome corrente (impedância infinita → corrente zero), (b) é a ausência de offset, (e) é ganho diferencial infinito; todas são atributos do modelo ideal. A alternativa que descreve o oposto do que o modelo ideal assume é a que afirma sensibilidade ao modo comum, porque o ideal deve ser insensível (rejeição infinita de modo comum).

Resposta

d)

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