Amplificadores operacionales

10

Amplificadores
operacionales

ESQUEMA DEL CAPÍTULO
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6

10.7

10.1

●

Introducción
Circuito del amplificador diferencial
Circuitos de los amplificadores diferenciales BiFET, BiMOS y CMOS
Fundamentos de amplificadores operacionales
Circuitos prácticos de amplificadores
operacionales
Especificaciones de amplificadores
operacionales; parámetros de compensación de cdEspecificaciones de amplificadores
operacionales; parámetros de frecuencia

INTRODUCCIÓN

10.8
10.9
10.10
10.11

Especificación de unidades de amplificadores operacionales
Operación diferencial y en modo
común
Resumen
Análisis por computadora

OBJETIVOS DEL CAPÍTULO

●

En este capítulo aprenderá:
● Qué diferencia hace un amplificador.
● Los fundamentos de un amplificador
operacional.
● Qué es laoperación en modo común.

●

Un amplificador operacional, o amp-op, es un amplificador diferencial de muy alta ganancia con
alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. Los usos típicos del amplificador operacional son proporcionar cambios en la amplitud del voltaje (amplitud y polaridad), en osciladores, en circuitos de filtrado y en muchos tipos de circuitos de instrumentación. Unamplificador
operacional contiene varias etapas de amplificadores diferenciales para alcanzar una muy alta
ganancia de voltaje.
La figura 10.1 muestra un amplificador operacional básico con dos entradas y una salida, que
sería el resultado de utilizar una etapa de entrada de un amplificador diferencial. Cada entrada
produce ya sea la misma salida o una de polaridad (o fase) opuesta, dependiendo de sila señal
se aplica a la entrada positiva (+ ) o la entrada negativa (- ) respectivamente.

Entrada sencilla
La operación de entrada sencilla se obtiene cuando la señal de entrada se conecta a una entrada
con la otra entrada conectada a tierra. La figura 10.2 muestra las señales conectadas para esta operación. En la figura 10.2a, la entrada se aplica a la entrada positiva (con la entrada negativa atierra), lo que produce una salida de la misma polaridad de la señal de entrada aplicada. La figura 10.2b muestra una señal de entrada aplicada a la entrada negativa, y por tanto la fase de
salida es la opuesta a la de la señal aplicada.

594

Entrada 1
Entrada no inversora

INTRODUCCIÓN 595

+
Salida

Entrada 2
Entrada inversora

–

FIG. 10.1
Amplificador operacional básico.

+

+
Vo

Vo
Vi

––
Vi

(a)

(b)

FIG. 10.2
Operación sencilla.

Entrada doble (diferencial)
Además de utilizar sólo una entrada, es posible aplicar señales en cada entrada, lo que constituye una operación de doble entrada. La figura 10.3a muestra una entrada, Vd, aplicada entre las
dos terminales de entrada (recuerde que ninguna entrada está conectada a tierra), con la salida
amplificada resultante en fase con la dela señal aplicada entre las entradas positiva y negativa.
La figura 10.3b muestra que se obtiene la misma acción cuando se aplican dos señales distintas
a las entradas; la diferencia de señal es Vi1ϪVi2.

+

+
Vo

Vd

Vo

Vd
V1

–

–
V2

(a)

(b)

FIG. 10.3
Operación doble (diferencial).

Salida doble
Si bien la operación analizada hasta ahora tiene una sola salida, el amplificador operacionaltambién puede ser operado con salidas opuestas, como se muestra en la figura 10.4. Una entrada
aplicada a cualquier entrada producirá dos salidas por ambas terminales de salida; estas salidas

596 AMPLIFICADORES
OPERACIONALES

Vi 1

Vi 2

+

–

+

Vo1

–

Vo 2

Vo1

Vo 2

FIG. 10.4
Salida doble.

FIG. 10.5
Salida doble con entrada sencilla.

siempre son de polaridad opuesta. La figura 10.5 muestrauna entrada sencilla con una salida doble.
Como se muestra, la señal aplicada a la entrada positiva produce dos salidas amplificadas de
polaridad opuesta. La figura 10.6 muestra la misma operación con una salida sencilla medida
entre las terminales de salida (no con respecto a tierra). Esta diferencia de señal de salida es
Vo1 - Vo2. La diferencia de salida también se conoce como señal...