Amplificadores Operacionales Corrimientos Esquema interno tpico de un amplificador VO + VCC VSS ste esquema con tecnologa bipolar es solo un ejemplo, podra tambin construirse con FET, MOSFET o tecnologa hbrida Determinar la tensin en el terminal de salida en un amplificador operacional real y en uno ideal Tensin de salida ideal versus no ideal IDEALNOIDEAL VC VC VO VO VO VO Vid Vid Corrientes de polarizacin El amplificador real requiere corrientes de polarizacin en los terminales de entrada El signo de IB1 e IB2 depender de la tecnologa interna del amplificador IB2IB1 + VO Modelo de generadores de corriente Se define IB como el promedio de las corrientes de polarizacin de entrada: Y la corriente offset de entrada como: Notar que el signo de IOS es arbitrario debido a la dispersin de los dispositivos electrnicos 22 1 B BBI II+=2 1 B B OSI I I = Operando con las definiciones, se llega a: Redefinimos los generadores de corriente: IBIB 2IOS + VO 2II IOSB B2 =2II IOSB B1+ =Ejercicio: Calcular el corrimiento de la tensin de salida A 0,1 IB =Ejemplo: Compensacin del corrimiento IB1 IB2 aV Polarizacin del Amplificador Operacional V+ V- IB1 IB2 Vid ~ 0 0aVV VCC V VSSVOid O~ = < < aV ( )2 12O 2 1 2 B 3 1 B idR RRV //R R I R I V V 0 V++ = = = +( )||.|

\|+ = =2 123 2 B 1 B O 2 1 3R RRR I I V //R R R Si( )1 2 B 1 B OR I I V Resultando =1 OS OR I V e Formalment =0 I si 0 V ser SoloOS O= =Tensin offset a la entrada Enunamplificadorrealocurreuncorrimiento de la tensin de salida incluso cortocicuitando los terminales de entrada entre s. + 00==idV OV0 =idVa + VOS + 0 ==OS idV V OVaVVidV OOS0 ==Se corrige el corrimiento aplicando a la entrada una tensin continua Se comprueba que esa tensin resulta: La llamamos Tensin de offset a la entrada (offset=corrimiento) a + VOS + Se modeliza el amplificador operacional real como un amplificador ideal ms un generador de tensin: + a Nota: en sta representacin no se consideraron las corrientes de polarizacin Pautas para el diseo del amplificador Fundamentalmente deben estar apareados los transistores del par diferencial de entrada. Deben igualarse y Vbe en los TBJ a la vez que elegirlos con alto . En los FET o MOSFET deben igualarse VGS e IDSS . La carga del par diferencial, sea activa o pasiva, tambin debe disearse lo ms simtrica posible. Ejemplo: VOS se considera aplicada a la entrada positiva Y las corrientes de polarizacin se han considerado nulas Resulta: Si es:VOS + VO Ri aVid rO R2 Vid + R1 VG ||.|

\|+ =121RRV VOS O1V V resultar 99 /R R y 10mV VO 1 2 OS= = =VOS + VO Ri aVid rO C=1F Vid + R=1K + VC VC t Ejercicio: Calcular VO en t=100ms Considerar VC = 0ent = 0 Solucin: VOS + VO Ri aVid rO C Vid + RVOS + IC IOS/2 IBIB La corriente en C se calcula como: Y la tensin de salida resulta: RV II IOS OSB C+ + =2tRV IICV VOS OSB OS O|.|

\|+ + + =21Ejercicio: En un Circuito integrado cudruple se utilizan solo tres AO, cul es la manera correcta de conectar el que no se utiliza? Qu puede decir de las otras posibilidades? VCC VSS VCC VSS VO VO VO VO VO VO VO VO VO VO VO Para pensar o investigar Implementarunmtodoparamedirlas corrientes de polarizacin de entrada, la corriente deoffsetdeentradaylatensindeoffsetde entrada Implementarunmtodoparacompensarel desplazamientodelatensindesalidadebidoa latensindeoffsetdeentradayalascorrientes de polarizacin de entrada. Medicin de los parmetros de corrimiento ste circuito sencillo permite obtener todos los parmetros de corrimiento de un amplificador operacional (por medicin con un simple multmetro). Reproducido del libro Circuitos Electrnicos de Rashid Paso1.Ensamblarelcircuito.Losvaloressugeridosdeloscomponentesyla alimentacin son: VCC = VEE = 15 V, C = 0,01 F, R1 = RF = 100 KOa 1MO. Paso2.CerrarlosinterruptoresS1yS2 .MedirelvoltajedesalidaVO .Elcircuitose convierte en un seguidor de voltaje. Esto es, VOS = VO . Paso3.AbrirelinterruptorS1ycerrarelS2 .MedirelvoltajedesalidaVO .Usarel valor de VOS obtenido en el paso 2 para hallar la corriente de polarizacin IB2 . Paso 4. Cerrar el interruptor S1y abrir el S2 . Medirel voltaje de salida VO . El voltaje en la terminal (+) es VO VOS . Usar el valor de VOS obtenido en el paso 2 para calcular la corriente de polarizacin IB1 . Paso 5. Abrir los dos interruptores S1 y S2. Medir el voltaje de salida VO . Usar el valor de VOS obtenido en el paso 2 para calcular la corriente de offset de entrada IOS . Tambin con los datos de los pasos 3 y 4.FOS OB2RV VI= 1OS OB1RV VI=) (F 1OS OOSR o RV VI=B2 B1 OSI I I =Reproducido del libro Circuitos Electrnicos de Rashid CompensacindelcorrimientodelaTensinde salida Ejemplo 1 CompensacindelcorrimientodelaTensinde salida Ejemplo 2 Ajuste manual del corrimiento CompensacindelcorrimientodelaTensinde salida Ejemplo 3 DC Servo Auto ajuste del corrimiento Tensin de offset y relacin de rechazo de modo comn Elamplificadordebeamplificarseales (tensiones)diferencialesrechazandolas seales(tensiones)comunesaambas entradas.Idealmentelagananciadetensin diferencialesindependientedelatensinde modo comn en las entradas. El esquema general es el siguiente: Exitacin del amplificador: + ++ V1 V2 Vd VO Exitacin equivalente: + + + Vd/2 VC Vd VO Vd/2 + Con las siguientes definiciones De dnde: 2 1V V Vd =22 1V VVc+=Voltaje modo diferencial Voltaje modo comn 21dcVV V + =22dcVV V = La tensin de salida es: O tambin: Debe serpara obtener Por lo que se define la relacin de rechazo de modo comn como: oc c d d OV A V A V + =||.|

\|+ =cdcd d OVAAV A Vc dA A>>d d OV A V ~cdAACMRR = | | dB enAACMRRcdlog 20 = Completando el circuito equivalente como: Siendo:y d d OdV A V =+ + + Vd/2 VdVO Vd/2 + c c OcV A V =VOd VOc Vc Consideramos ahora la tensin de offset equivalente de entrada: Aplicamos una tensin diferencial para anular la tensin de salida: 0 = = AO OS dV para V V+ + VOS Vd=VOS VO=0 + Vc=0 + Usando el siguiente esquema: Aplicamos un incremento en la tensin de modo comn para obtener una tensin de salida cualquiera: donde resulta 0 0 = A = AO cV V+ + Vd VO + Vc c c OV A V A = AOScVodccdVVVVAACMRRA=AA= ==0 Ahora aplicamos un incremento en la tensin diferencial de modo igualar el incremento obtenido anteriormente: Finalmente lo aplicamos a la definicin de rechazo de modo comn, resultando: Con lo que resulta: cdcdOdVAAAVV A =A= ACMRRVVcOSA= Ahora aplicamos un incremento en la tensin diferencial de modo igualar el incremento obtenido anteriormente: Finalmente lo aplicamos a la definicin de rechazo de modo comn, resultando: Un alto valor de CMRRimplica mayor tolerancia a las variaciones de modo comn, AVc grande, o una menor tensin de corrimiento, Vos pequea. oscVodccdVVVVAACMRRA=AA= ==0cdcdOdVAAAVV A =A= A