Caracteristicas amplificadores operacionales

Universidad Autónoma de Baja California.

Amplificadores Operacionales
Ingeniería en Mecatronica
Gerardo Montalvo Navarro Mat. 320949

José Luis Soto Tapiz
“Estructura Interna de un Amplificador Operacional”
Tarea #1
1ra. Unidad

Fecha de Inicio: 12 de agosto de 2010
Fecha de Entrega: 13 de agosto de 2010
Introducción.

Los primeros amplificadores operacionales se construyeronen la de cada de los 40s con tubos de vacío (bulbos) para efectuar eléctricamente las operaciones matemáticas de adición, sustracción, multiplicación, división, diferenciación e integración, lo cual permitió la solución de ecuaciones diferenciales con las primeras computadoras analógicas. Los Op-Amp’s modernos se fabrican mediante técnicas de circuitos integrados, haciéndolos considerablementemás pequeños, mucho más confiables con menos consumo de potencia.
Un Op-Amp puede costar tan poco como 20 centavos de dólar y para el cual se obtiene una pastilla de circuito integrado que contiene cerca de 25 transistores y una docena de resistores , contenidos en un pequeño empaque con cinco o más terminales de salida (Pins) para la conexión al circuito externo.

Estructura Interna.
Eloperacional típico tiene cuatro bloques,

El primero es el amplificador diferencial que puede tener una entrada Darlington (par de transistores) o utilizar varios fet y una fuente de corriente constante. Va seguido de una etapa amplificadora lineal de alta ganancia, generalmente otro amplificador diferencial. Si la tensión de c.c existente en la salida del amplificador de alta ganancia, no es cerovoltios cuando v1 = v2 = 0 V, se emplea un circuito desplazador de nivel tal como un amplificador cascodo. La última etapa es un amplificador de salida, habitualmente uno de simetría complementaria.

En la elaboración de los Amplificadores Operacionales generalmente se utilizan más de 20 transistores.

Conclusiones.
El amplificador operacional como su nombre lo dice es un amplificador de voltajecuyos parámetros de operación definirán el número de dispositivos internos que este contiene, y la ganancia de voltaje en la salida estará dada por la diferencia de potencial entre sus terminales de entrada multiplicado por un factor de ganancia.

Bibliografía
* William H. Hayt Mc, 2002, Análisis de Circuitos en Ingeniería Editorial. McGraw-Hill
*http://www.pablin.com.ar/electron/cursos/introao1/hibrido.html

* Ejercicios de Clase
Amplificador Operacional No inversor
En el amplificador operacional no inversor la señal a amplificar se aplica al pin no inversor (+) del amplificador operacional. Como el nombre lo indica, la señal de salida no está invertida respecto a la entrada

Del gráfico se ve que la tensión en R1 es igual a VR1 = [R1 / (R1 + R2)] x Vsal (por divisiónde tensión)
En operación normal la tensión entre las entradas (inversora y no inversora) es prácticamente cero, lo que significa que la entrada Ven es igual a VR1. Entonces con Ven = VR1, y con la formula anterior
Ven = [R1 / (R1 + R2)] x Vsal.
Despejando para Vsal / Vent (ganancia de tensión)
AV = Vsal / Ven = (R1 + R2 ) / R1 = R1 / R1 + R2 / R1
entonces AV = 1 + R2 / R1
De la anteriorfórmula se deduce que la ganancia de tensión en este tipo de amplificador será de 1 o mayor.
Ejercicio.

Formulas.

Vo=AcL*Vin
AcL=1 + Rf/Ri
fc = β/ (Rf+Ri)/Ri
dB = 20 log Av
Resultados.
* AcL=11
* Vin=300mVVo= 11*300mV= 3.3Vrms = 4.76 Vp
AcL = 11 = 1 + Rf/Ri ; Rf/Ri = 10Rf=10kΩ, Ri=1kΩ

fc= 1MHz / (100kΩ +10kΩ)/ 10kΩ = 90.9 KHz
dB= 20 log (11) = 20.82 dB – 3 = 17.82 dBAmplificador Operacional inversor.
El amplificador inversor amplifica e invierte (ver el signo menos) una señal de corriente alterna. En este caso la señal alterna de entrada sale amplificada en la salida, pero también desfasada 180° (invertida).
La ganancia de tensión se obtiene con la fórmula:
AV = -Vsal/Vent y AV = -R2/R1
Si Vent = 0.1 V = 100 mV y Vsal = -10 V, entonces AV = -10 / 0.1 =...