electronica

2010

CUARTA UNIDAD : EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL(OP-AMP)
B

B

C
D
A
E

B

D5

V1

R9
VCC

+

C3

R7

Q1
Q2

+ U1

C1
Vi
1/1V
1kH
z

C2

U2

+

D2

R6
R3

R1

R4
R5

R2
D
6

+

C4

D1

R10
V2

R

D3

R

D4

8Ω

Felipe Isaac Paz Campos
Q4

UNI

Q3

R8
-VCC

12/10/2010

CAPÍTULO 6 EL AMPLIFICADOR
OPERACIONAL(OP-AMP).

+VS
V-

+

6.1 Introducción
El amplificador operacional
(habitualmente llamado OP-AMP) es un
circuito electrónico (normalmente se
presenta como circuito integrado) que
tiene dos entradas y una salida. La salida
es la diferencia de las dos entradas
multiplicada por un factor (A) (ganancia):
Vout = A (V+ − V−).
El primer amplificador operacional
monolítico data de losaños 1960, era el
Fairchild μA702 (1964), diseñado por
Bob Widlar. Le siguió el Fairchild μA709
(1965), también de Widlar, y que
constituyó un gran éxito comercial. Más
tarde sería sustituido por el popular
Fairchild μA741(1968), de David
Fullagar, y fabricado por numerosas
empresas, basado en tecnología bipolar.
Originalmente los OP-AMP se
empleaban para operaciones matemáticas
(suma,resta, multiplicación, división,
integración, derivación, etc) en
calculadoras analógicas. De ahí su
nombre.
6.2 El OP-AMP IDEAL
El OP-AMP ideal tiene una ganancia
infinita(A), una impedancia de entrada
infinita(Zi), un ancho de banda también
infinito(BW), una impedancia de salida
nula(Zo), un tiempo de respuesta nulo y
ningún ruido. Como la impedancia de
entrada es infinita, también sedice que la
corriente de entrada (Ii) es cero.
6.3 Símbolo
El símbolo de un MONOLITICO es el
mostrado en la figura 6.1.

Vout

V+
-VS
Figura 6.1

En la figura 6.1 las terminales son:
V+ : Entrada no inversora
V-: Entrada inversora
Vout: Voltaje de salida
+VS: Voltaje de alimentación positiva
-VS: Voltaje de alimentación negativa
Las terminales de alimentación pueden
recibirdiferentes nombres, por ejemplo
en los OP-AMP basados en FET se les
llama VDD y VSS respectivamente. Para
los basados en BJT son VCC y VEE.
Normalmente los pines de alimentación
son omitidos en los diagramas eléctricos,
figura 6.2.

Figura 6.2

6.4 Comportamiento del OP-AMP en
continua (DC)
Se explicará el comportamiento del OPAMP en DC para cuando se tiene lazo
abierto y lazo cerrado.6.4.1 Lazo abierto
Si no existe realimentación la salida del
OP-AMP será la resta de sus dos entradas
multiplicada por un factor. Este factor
suele ser del orden de 100.000 (que se
considerará infinito en cálculos con el
componente ideal). Por lo tanto si la
diferencia entre las dos tensiones es de
1V la salida debería ser 100V. Debido a
la limitación que supone no poder

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entregarmás tensión de la que hay en la
alimentación, el OP-AMP estará
saturado si se da este caso. Si la tensión
más alta es la aplicada a la patilla +, la
salida será la que corresponde a la
alimentación +VS, mientras que si la
tensión más alta es la de la patilla -, la
salida será la alimentación -VS.
6.4.2 Lazo cerrado
Se conoce como lazo cerrado a la
realimentación en un circuito. Aquí sesupondrá realimentación negativa. Para
conocer el funcionamiento de esta
configuración, se parte de las tensiones en
las dos entradas exactamente iguales, se
supone que la tensión en la patilla + sube
y, por tanto, la tensión en la salida
también se eleva. Como existe la
realimentación entre la salida y la patilla , la tensión en esta patilla también se
eleva, por tanto la diferencia entrelas dos
entradas se reduce, disminuyéndose
también la salida. Este proceso pronto se
estabiliza y se tiene que la salida es la
necesaria para mantener las dos entradas,
idealmente, con el mismo valor.
Siempre que hay realimentación negativa
se aplican estas dos aproximaciones para
analizar el circuito:
V+ = VI+ = I- = 0
6.5 Comportamiento del OP-AMP en
alterna (AC)
En principio la...