1.2. – Comparatore invertente
Il circuito di figura mostra un amplificatore operazionale ad anello aperto con una tensione VR di riferimento all'ingresso non invertente e il segnale Vi a quello invertente.
Essendo l'amplificatore operazionale ad anello aperto, e supponendo AoL » ¥ , la tensione di uscita è:
.
Riassumendo: si ha un livello di uscita alto (VoH) quando l'ingresso non invertente prevale su quello invertente; si ha un livello di uscita basso (VoL) quando l'ingresso invertente prevale su quello non invertente.
Avendo supposto l'amplificazione ad anello aperto di valore infinito, si ha una transizione netta da VoH a VoL, e viceversa; dove VoH e VoL sono le tensioni di saturazione dell'amplificatore operazionale.
Se consideriamo l'amplificatore operazionale reale, il valore di AoL è molto elevato ma non infinito; ciò significa che, per ottenere in uscita una delle due saturazioni, la tensione differenziale di ingresso deve superare un valore minimo di tensione, che si ottiene imponendo:
.
Allora, per tensioni differenziali di ingresso comprese tra -VdMIN e +VdMIN, cioè
,
l'uscita assumerà tutti i valori compresi tra VoH e VoL, come mostra la transcaratteristica reale di figura.
Per portare l'uscita sicuramente in una delle due saturazioni, la tensione differenziale di ingresso dovrà essere maggiore di questo valore minimo (in un comune amplificatore operazionale questo valore risulta di circa ±150m V).
Il comparatore viene detto invertente perché segnala con un livello alto di uscita quando la tensione Vi di ingresso è minore della tensione VR di riferimento, con un livello basso se viceversa.
