Amplificadores Operacionales

Introducción
Un amplificador operacional “OA” (operational amplifier) es un dispositivo electrónico cuya principal característica es su elevada ganancia de tensión.
Los primeros fueron construidos en 1940 usando válvulas de vacío, los mismos podían realizar (eléctricamente) operaciones algebraicas de adicción y sustracción en la computación analógica de la época; es esta la razón del nombre deamplificadores operacionales.
Sus aplicaciones son múltiples gracias a sus prestaciones económicas, volumétricas, y de disponibilidad, y dentro de ellas pueden encontrarse lineales y no; como por ejemplo, amplificadores, sumadores, integradores, comparadores, rectificadores, limitadores, filtros etc.
Estos están formados por una serie de etapas conectadas en cascada.
* Etapaamplificadora de entrada (etapa diferencial).
* Etapa amplificadora o cambiadora de nivel.
* Etapa de salida.

Los OA son alimentados con tensiones simétricas del valor ±Vcc. Las señales de entrada V+ y V- representan las entradas no inversora e inversora respectivamente y proporcionan la potencia para la amplificación. Cabe destacar que todos los valores de tensión se miden respecto de masa de laseñal dado que en el integrado no existe un terminal que lo represente.
Símbolo del OA:

Vp = entrada no inversora
Vn = entrada inversora

Sistema completo de corriente y tensión:

Amplificador deferencial:
Uno de sus aspectos más importantes es su simetría, que le confiere características muy especiales de análisis y diseño, es porello que los transistores que lo componen deben ser idénticos, lo cual es posible de lograr únicamente cuando el circuito está fabricado en un chip. El hecho de realizar este amplificador con componentes discretos hace que pierda sus principales propiedades al romperse esta simetría.
Consta de dos transistores en configuración emisor común, por esta disposición, se los conoce también comoamplificadores de acoplamiento directo. Existen dos entradas, al no haber condensadores de acole y desacople, la señal en estas puede tener cualquier frecuencia e incluso ser del tipo de continua; es esta una de las principales características del mismo.

Analisis en continua:
Enel caso de que Vi1 y Vi2 sean componentes de pequeñas señal, y suponiendo que Hfe>>1, entonces se puede extraer delcircuito la siguiente relación:
0 = Vbe + (Ie1 + Ie2).Re – Vcc
La simetría del circuito y el hecho de que T1 y T2 son transistores indenticos hace que Ie1 = Ie2 = Ie de forma que:
Ie = Ic = (Vcc - Vbe) / 2Re
la ecuación de recta de carga estatica se obtiene aplicando la segunda ley de kirchhoff a la maya colector-emisor de los transistores.
La situación depunto de trabajo define los limites devariación de señal de entrada y el rango de funcionamiento lineal permisible. La máxima amplitud de salida se conqigue cuando Vcq = Vcc
Análisis de las configuraciónes en modo común y diferencial:
La simetría del amplificador diferencial permite simplificar su análisis convirtiendo las tensiones de entrada en tensiones de entrada de modo diferencial (tensión diferencial) y de modo común (señalen modo común).

Tensión diferencial:
esta es la tensión entre los dis termunales de entrada del amplificador operacional.
Vd = Vi1 – Vi2
Cuando en modo diferencial se aplica una tensión a las entradas, en las salidas apoarcen unas señales cuyos valores son proporcionalesa la tensión diferencial.
Vo = Ad . (Vi1 – Vi2)
Donde Ad: es la ganancia diferencial,
Vi1 y Vi2 son lastensiones de entrada, y
Vo es la tensión de salida.
Tensión en modo común:
En este caso suponemos que los transistores son idénticos, y que la tensión aplicada a las dos bases es la misma, esta tensión se denomina señal de modo común y su expresión es:
Vc=(Vi1+Vi2)÷2

GANANCIA EN MODO DIFERENCIAL Y EN MODO COMUN
Ganancia diferencial:
Para este caso, el circuito se...