Amplificadores De Transconductancia

Resumen: En el presente artículo, se realiza el estudio de los amplificadores de transconductancia, su descripción, implementación y comportamiento en los circuitos.
Abstrac: In this paper, we make the study of transconductance amplifiers, description, implementation and performance in circuits.
Palabras claves: Amplificadores operacionales, amplificador de transconductancia, OTA, fuente decorriente controlada por voltaje (FCCV).
Keywords: operational amplifiers, transconductance amplifier, OTA​​, controlled current source voltage (FCCV).
Introducción
Dentro del área de la electrónica, la aplicación de los amplificadores operacionales ha permitido un avance tecnológico en el análisis de los diferentes circuitos y aplicaciones, tratando de minimizar las necesidades defuncionamiento, por lo cual hoy es la base para la construcción de los circuitos integrados de todo tipo.
Desde 1940 con el desarrollo de los amplificadores operacionales, los cuales permitieron realizar una serie de operaciones importantes, permitió un gran avance en las aplicaciones analógicas. En 1968 apareció el amplificador operacional 741, el cual se dio lugar con una técnica de compensación internamuy relevante y basado en tecnología bipolar [1].
La transconductancia o conductancia mutua es una propiedad de algunos componentes electrónicos. La transconductancia es la relación de la variación de la corriente en la salida para el cambio de voltaje en la entrada. En cuanto mayor sea el valor de transconductancia para un dispositivo mayor será la ganancia que entrega. Para un dispositivobipolar transconductancia es definido como la relación entre cambio de corriente de colector para el cambio de tensión en la base durante un intervalo en la curva del colector. El símbolo de la transconductancia es gm. [2]
Para las necesidades que se presentan el amplificador de transconductancia (de aquí en adelante OTA), es una gran solución, ya que se ha venido convirtiendo en uno de loscomponentes más usados en las aplicaciones. Este tipo de amplificadores son amplificadores operaciones cuya salida, en lugar de ser una fuente de tensión de baja impedancia como en los amplificadores convencionales, es una fuente de corriente de alta impedancia, controlada mediante tensión diferencial de entrada, el OTA trabaja con bajas corrientes de salida [3]. Las primeras unidades de integrados deamplificadores de transconductancia comercialmente disponibles de circuito fueron producidos por RCA, en la forma de la CA3080, los cuales han sido mejorados desde entonces. La OTA no es tan útil por sí mismo, en la gran mayoría de los estándares de op-amp funciona como el amplificador operacional ordinario debido a que su salida es una corriente.
Este tipo de amplificadores tienen un ancho debanda significativamente mayor, pueden integrarse fácilmente y ajustarse electrónicamente.
DESARROLLO
Este tipo de amplificador recibe una señal de voltaje de entrada y como resultado en su salida proporciona corriente, se puede representar por medio de una fuente de corriente controlada por voltaje (ver figura 1). El amplificador se conecta entre una fuente de corriente y una resistencia de carga.La ganancia es la relación de la corriente de salida en cortocircuito respecto al voltaje de entrada lo que se llama transconductancia en cortocircuito [4]. Se representa por las siglas OTA.
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Figura 1. Modelo de transconductancia


Estos amplificadores se representan:

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Figura 1. Modelo simbólico del amplificador de transconductancia

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Figura 2. Modelo de pequeña señalEstá descrito por:

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Ecuación 1.

O tomando la diferencia calculada como la entrada:

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Ecuación 2.

Un amplificador de transconductancia toma la diferencia de dos tensiones para la conversión de corriente. La característica de transferencia ideal es la descrita en la ecuación 1. Un OTA ideal tiene dos entradas de tensión con impedancia infinita, el rango de entrada...