Les applications telles que les chaînes d'acquisitions de données, les filtres analogiques, l'audio, la vidéo, l'instrumentation médicale, les systèmes embarqués dans l'automobile...etc utilisent totalement ou en partie l'électronique analogique. Il y a de fortes chances de trouver un amplificateur opérationnel dans tous ces montages.   

Un peu d'histoire...

Au 20è siècle, les scientifiques de grande renommée se sont heurtés à des problématiques diverses pour amplifier les signaux. En 1934 Harold Stephen Black des laboratoires Bell, confronté au problème d’amplification sur des lignes téléphoniques longues distances, eu l’idée d’un amplificateur offrant un gain élevé, dont une partie du signal de sortie serait réinjectée en entrée par l’intermédiaire de composants passifs. Le gain du circuit global ainsi formé dépend des composants passifs de rebouclage.

Mais, le phénomène d’oscillations propre aux amplificateurs à gain élevé n’avait pas été pris en compte dans la solution proposée par Harold Black. Après des années d’investigations par la communauté scientifique, ce phénomène n’avait été compréhensible que vers les années 1940. En 1945, l'ingénieur Hendrik Wade Bode présentait un moyen d’analyse de stabilité des systèmes bouclés à l’aide des méthodes graphiques. Ces méthodes avaient été utilisées ainsi jusqu’à l’arrivée des ordinateurs, qui à l’époque étaient analogiques.

Ces ordinateurs temps réel utilisaient des fonctions mathématiques préprogrammées en technologie câblée et des données fournies en entrée, pour exécuter des actions en sortie. Le cœur ces machines était surnommé Amplificateur Opérationnel, car il pouvait effectuer tous types de calculs comme : l’addition, la soustraction, la multiplication, la division, l’intégration et la dérivation.

Jusqu’à lors les amplificateurs opérationnels étaient réalisés avec des tubes à vides, trop gourmands en énergie et encombrants. Il a fallut attendre plus d’une décennie pour voir apparaître la version commerciale d'un premier circuit intégré surnommé "amplificateur opérationnel"  (sous la référence µA709 par la société FAIRCHILD, suivi plus tard du µA741).

De nos jours, il existe un grand nombre d’amplificateurs opérationnels, si bien qu’il est impossible de tous les citer ; les familles et les applications possibles sont nombreuses.

Cet article présente l’amplificateur opérationnel sans aller dans les détails de fabrication, puis quelques montages de bases autour de celui-ci.