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AMPLIFICADOR OPERACIONAL (OPAM)
Separata V Autor: Ing. J. Fernández S

El desarrollo de circuitos al nivel del silicio, ha motivado que circuitos electrónicos (integrados) sean usados en la actualidad casi como un dispositivo.

El amplificador operacional es un circuito integrado, el cual por su forma y múltiples usos enelectrónica analógica, digital, circuitos de control, de potencia, de señal etc. Hace que sea de tratamiento obligado en el currículo de electrónica en todo nivel académico.

El amplificador operacional (OPAM) es un circuito integrado compuesto de varias etapas diferenciales, lineales de alta ganancia acoplados directamente.

Se le puede representar de estas dos maneras:



Tienedos entradas una llamada INVERSORA y la otra llamada DIRECTA.



Característica Ideal :

Impedancia de entrada ( Zi ) que tiende al infinito.
Impedancia de salida ( Zo ) que tiende a cero.
Ganancia de tensión ( Av ) que tiende al infinito.
Ancho de banda ( BW ) que tiende al infinito.
Modesta potencia de salida.
Tiempo de elevación ( Tr ) cero.
Tiempo de caída ( Tf )cero.

El fundamento básico del OPAM es el amplificador diferencial…………….

Una de las características que deber cumplir el OPAM es la de poseer una elevada ganancia de tensión esto significa que deberá contener mas de una etapa.

Como la entrada puede ser continua ó alterna es necesario que los transistores estén polarizados en su zona activa, esto se consigue alimentando el circuito contensiones +V y -V simultáneamente y aplicando señales respecto de tierra.

La tensión de modo común debe ser muy alta; por tal se deberá poner una fuente de corriente constante que alimente los emisores de los transistores.

Como la tensión de salida debe ser de la máxima amplitud posible, las corrientes de colector también deben ser altas, esto implica que las intensidades de basessean significativas y la impedancia de entrada baja, para evitar esto se coloca a la entrada los transistores en conexión Darlington.

El circuito va quedando así.



Q5 es la fuente de corriente constante, Q1-Q3, Q2-Q4 los Darlington. Cuando no haya tensión V1, V2 la tensión diferencial medida debe ser mínima y las corrientes de entrada iguales, por lo que los transistores Q1, Q2,Q3, Q4 deben ser aparejados en cuanto a tensión base-emisor y ganancia de corriente.
La siguiente etapa amplificadora puede ser igualmente diferencial, en esta etapa no es necesario que los transistores estén aparejados, por que cualquier error debido a la tensión diferencial de la entrada queda dividido por su ganancia de tensión. Finalmente la etapa de salida tiene la función de transformarlas impedancias, la impedancia de salida deberá ser mínima en relación con la carga del amplificador.

Ecuación básica del OPAM

Cuando se aplique la tensión Vi aparecerá la corriente i, como la impedancia de entrada del OPAM es infinita la corriente i recorrerá la impedancia de realimentación de modo que se cumpla:



Vi – V1V1 - Vo Vi – V1 V1-Vo
i = ------------- también ------------------ = i entonces ------------ = ------------
Z Z´ Z Z´

Como la ganancia del OPAM es Vo / V1 y es infinita entonces V1 es cero quedando.Vi -Vo Vo Z´
---------- = --------- ó ----------- = - -------- y Vo = - ( Z´ / Z ) Vi
Z Z´ Vi Z

Lo cual demuestra que la ganancia del circuito así como la salida depende de los elementos externos al OPAM, el signo...