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CONALEP SAN MARTÍN
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CONALEP SAN MARTÍN
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
En la década de los cuarenta, las calculadoras analógicasutilizaban circuitos electrónicos analógicos para realizarciertas operaciones. La complejidad que presentaban sesolucionaba al tomar una parte de la señal de salida eintroducirla en la entrada (realimentación). El nombrede amplificador operacional proviene precisamentede ser usado inicialmente para realizar operacionesanalógicas.
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Los primeros Amplificadores Operacionales (Op. Amp.)utilizaban los tubos al vacío, eran de gran tamaño yconsumían mucha potencia.En 1967 la empresa "Fairchild Semiconductor"introdujo al mercado el primer amplificadoroperacional en la forma de un circuito integrado,logrando disminuir su tamaño, consumo de energía ysu precio. Este dispositivo es un amplificador lineal dealto rendimiento, con una gran variedad de usos.
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
ETAPAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
El AOP está constituido básicamente por tres etapas:
- Etapa de entrada
- Etapa amplificadora
- Etapa en seguidor de tensión
Características del
Amplificador Operacional
Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp.) esun dispositivo amplificador de ladiferencia de sus dos entradas, con unaalta ganancia, una impedancia deentrada muy alta, (mayor a 1Megaohm) y una baja impedancia desalida (de 8 a 20 ohmios).Con estas característica se deduce quelas corrientes de entrada sonprácticamente nulas y que tiene lacaracterística de poder entregarcorriente relativamente altaInternamente el AmplificadorOperacional contiene un gran númerode transistores, resistores, capacitores,etc..
Definición de las terminales
del Amplificador Operacional
Circuito equivalente del A.O.
Circuito equivalente real
-
+
Vo
V1
V2
Vd
0,5·Rd
0,5·Rd Rcx+
+
-
-
Ad·Vd
Ac·Vc Ro
Rd – Impedancia de entrada diferencial
Rcx – Impedancia de entrada de modo común
Ro – Impedancia de salida
Ad – Ganancia diferencial
Ac – Ganancia de modo común
Vo=Ad·Vd+Ac·Vc
Vd=V2-V1 y
Vc=(V1+V2)/2
Circuito equivalente idealRd – Infinita
Rcx – Infinita
Ro – Nula
Ad – Infinita
Ac – nula
Vo=Ad·Vd;
Vd=V2-V1
-Vcc≤Vo≤+Vcc
Tensión de salida V0 acotada
-
+
Vo
V1
V2
Vd
+
-
Ad·Vd
+Vcc
-Vcc
Circuito equivalente del A.O.
Aspecto físico del
Amplificador Operacional
Alimentación del
Amplificador Operacional
Ganancia del
Amplificador Operacional
Ganancia en lazo abierto
Esta ganancia es aquella que tiene el amplificador operacional cuando no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el diagrama inferior.La ganancia del amplificador en lazo abierto está dada por la siguiente fórmula:AV = Vsal/VentDonde:AV = ganancia de tensiónVsal = tensión de salidaVent = tensión de entrada
En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el operacional es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en amplificador operacional 741C).Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que se desea es saber cual de las dos entradas tiene mayor tensión
Ganancia en lazo abierto
Esta ganancia es aquella que tiene el amplificador operacional cuando no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el diagrama inferior.La ganancia del amplificador en lazo abierto está dada por la siguiente fórmula:AV = Vsal/VentDonde:AV = ganancia de tensiónVsal = tensión de salidaVent = tensión de entrada
En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el operacional es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en el amplificador operacional 741C).Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que se desea es saber cual de las dos entradas tiene mayor tensión
Ganancia de lazo cerrado
Realimentación
Ganancia de lazo cerrado
Realimentación
Ejemplo:
Si R2 = 500 Kohmios y R1 = 10 Kohmios,
entonces
AV = -Vo/Vin = -R2/R1 = -500/10 = -50.
La ganancia será de 50 y la señal a la salida
estará invertida (signo menos)
Resumen
