AMPLIFICADORES OPERACIONALES

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

El nombre de amplificador operacional proviene de una de las utilidades bsicas de este, como son la de realizar operacionesmatemticasen computadores analgicos (caractersticas operativas).Originalmente los amplificadores operacionales (AO) se empleaban para operaciones matemticas (Suma, Resta, Multiplicacin, Divisin,Integracin, Derivacin, etc.) en calculadoras analgicas, de ah su nombre.El amplificador operacional es un dispositivo lineal de propsito general el cual tiene la capacidad de manejo de seal desde f=0 Hz hasta una frecuencia definida por el fabricante, tiene adems limites de seal que van desde el orden de los nV, hasta unas docenas de voltio (especificacin tambin definida por el fabricante). Los amplificadores operacionales se caracterizan por su entrada diferencial y una ganancia muy alta, generalmente mayor que 105 equivalentes a 100dB.

Leer ms:http://www.monografias.com/trabajos45/amplificadores-operacionales/amplificadores-operacionales.shtml#ixzz2ixa56Wd3Se trata de un dispositivo electrnico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):

Vout = G(V+ V)El ms conocido y comnmente aplicado es el UA741 o LM741.

NOTACINEl smbolo de un amplificador es el mostrado en la siguiente figura:

Los terminales son:V+: entrada no inversoraV-: entrada inversoraVOUT: salidaVS+: alimentacin positivaVS-: alimentacin negativa

Los terminales de alimentacin pueden recibir diferentes nombres, por ejemplos en los A.O. basados enFETVDDy VSSrespectivamente. Para los basados enBJTson VCCy VEE.

Habitualmente los pines de alimentacin son omitidos en los diagramas elctricos por claridad.

El amplificador operacional (AO) es un amplificador de alta ganancia directamente acoplado, que en general se alimenta confuentes positivas y negativas, lo cual permite que tenga excursiones tanto por arriba como por debajo detierra(o el punto de referencia que se considere).

Donde VDD= Voltaje Positivo y VEE= Voltaje Negativo

CARACTERISTICASEl A.O. IDEAL tiene unagananciainfinita, unaimpedanciade entrada infinita, unancho de banda tambin infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningnruido.

Como la impedancia de entrada es infinita tambin se dice que lascorrientes de entrada son cero.Nota: Los valores reales dependen del modelo, estos valores son genricos y son una referencia. Si van a usarse amplificadores operacionales, es mejor consultar eldatasheeto caractersticas del fabricante.

PARAMETROVALOR IDEAL VALOR REALRin10 TRout0100 Bw1 MHzG100.000Ac0AMPLIFICADOR OPERACIONAL ua741Se le conoce como el Fairchild A741 creado por David Fullagar en el ao 1968, y fabricado por numerosas empresas, basado en tecnologa bipolar.

Aunque es usual presentar al A.O. como unacaja negracon caractersticas ideales es importante entender la forma en que funciona, de esta forma se podr entender mejor las limitaciones que presenta.Los diseos varan entre cada fabricante y cada producto, pero todos los A.O. tienen bsicamente la misma estructura interna, que consiste en tres etapas:Amplificador diferencial: es la etapa de entrada que proporciona una baja amplificacin del ruido y gran impedancia de entrada. Suelen tener una salida diferencial.Amplificador de tensin: proporciona una ganancia de tensin.Amplificador de salida: proporciona la capacidad de suministrar la corriente necesaria, tiene una baja impedancia de salida y, usualmente, proteccin frente acortocircuitos.

DIAGRAMA ELECTRONICO DEL OP AMP 741

Etapas de funcionamiento del op amp 741Las etapas de las que consta el OP AMP 741 son las siguientes:Sistema de corriente constante.Amplificador diferencial.Etapa de ganancia clase A.Circuito de polarizacin de salida.Etapa de salida.CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN OP AMP

COMPORTAMIENTO EN dCANALISISPara analizar un circuito en el que haya A.O. puede usarse cualquier mtodo, pero uno habitual es:Comprobar si tiene realimentacin negativa.Si tiene realimentacin negativa se pueden aplicar las reglas.Definir las corrientes en cada una de las ramas del circuito.Aplicar elmtodo de los nodosLKC en todos losnodosdel circuito excepto en los de salida de los amplificadores (porque en principio no se puede saber la corriente que sale de ellos).

LAZO ABIERTOSi no existe realimentacin la salida del A. O. ser la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Si la tensin ms alta es la aplicada a la patilla + (entrada no inversora) la salida ser VS+, mientras que si la tensin ms alta es la del pin - (entrada inversora) la salida ser la alimentacin VS-.A este se le conoce como Amplificador operacional en configuracin Comparador.

LAZO CERRADO O REALIMENTADOSe conoce como lazo cerrado a la realimentacin en un circuito. En OP AMP aparece una realimentacin negativa. Para conocer el funcionamiento de esta configuracin se parte de las tensiones en las dos entradas exactamente iguales, se supone que la tensin en la pata + sube y, por tanto, la tensin en la salida tambin se eleva. Como existe la realimentacin entre la salida y la pata -, la tensin en esta pata tambin se eleva, por tanto la diferencia entre las dos entradas se reduce, disminuyndose tambin la salida. Este proceso pronto se estabiliza, y se tiene que la salida es la necesaria para mantener las dos entradas, idealmente, con el mismo valor.

Siempre que hay realimentacin negativa se aplican estas dos aproximaciones para analizar el circuito:V+= V-(lo que se conoce comoprincipio del cortocircuito virtual).I+= I-= 0

Cuando se realiza realimentacin positiva (conectando la salida a la entrada no inversora a travs de un cuadripolo determinado) se buscan efectos muy distintos. El ms aplicado es obtener unosciladorpara el generar seales oscilantes.

CONFIGURACIONESAMPLIFICADOR SEGUIDOREs aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensin que a la entrada.Se usa como unbuffer, para eliminarefectos de cargao para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa)Como la tensin en las dos patillas de entradas es igual: Vout= VinZin= .

AMPLIFICADOR DE TENSIN NO INVERSOR

AMPLIFICADOR DE TENSIN INVERSOR

SUMADOR NO INVERSOR

SUMADOR INVERSOR

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL O RESTADOR

AMPLIFICADOR LOGARITMICOSu salida es no lineal, es proporcional al logaritmo neperiano de la seal de entrada.Se basa en la relacin exponencial existente entre la corriente y la tensin en una unin PN.Se tiene en cuenta la relacin exponencial de la corriente del diodo.

AMPLIFICADOR antiLOGARTMICOSolamente se intercambia el diodo con la resistencia.

MULTIPLICADOR

DIVISOR

POTENCIACIN

RADICACIN

DERIVador

INTEGRADOR

LIMITACIONES EN DCEste tipo de problema suele ser de los ms habituales que se presentan en los amplificadores operacionales, aunque no siempre tienen la misma importancia. Bsicamente se pueden clasificar en dos categoras: a) Tensin de desplazamiento (OFFSET). b) Corrientes de polarizacin. En el primer caso (a) dependen generalmente de problemas de simetra y de condiciones como la temperatura. En el segundo caso (b), dependern de la fabricacin de los transistores y de los valores reales de las intensidades IB1 e IB2 que son parecidas pero no exactamente iguales.

APLICACIONESCalculadoras analgicas.Filtros.Preamplificadores y buffers de audio y video.Reguladores.Conversores (Anlogo-Digital, Digital-Anlogo), (Voltaje a corriente, Corriente a Voltaje).Entre otros.GRACIAS!!