Norton Amplificador

Amplificadores operacionales _Rev2012

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AMPLIFICADORES OPERACIONALES
Realizado por : Ing. Pablo Morcelle del Valle

1. Introducción

El circuito electrónico conocido como amplificador operacional (AmpOp) ha
cobrado una importancia cada vez mayor. Sin embargo, un análisis detallado de este
circuito requiere una comprensión de dispositivos electrónicos tales como los
transistores. Severá a lo largo del presente capítulo que no resulta completamente
necesario entender la operación de los componentes electrónicos que gobiernan su
comportamiento. Son varias las razones para ello. En primer lugar, resulta
perfectamente posible apreciar el modo en que puede usarse un AmpOp como
bloque componente de otros circuitos más complejos centrándose simplemente en el
comportamiento quepresenta en sus terminales. En segundo lugar, el modelo de
circuito del AmpOp requiere el uso de una fuente dependiente; de esta forma, el
lector tendrá la posibilidad de utilizar este tipo de fuente en un circuito práctico, en
lugar de como un componente de circuito abstracto. En tercer lugar, puede
combinarse el AmpOp con resistencias y capacitores para realizar operaciones
matemáticas.La Figura 1 muestra el circuito real completo de un amplificador operacional
comercial. El mismo está conformado por una considerable cantidad de
componentes: 22 transistores, 11 resistores, 1 diodo y 1 capacitor; es decir, 35
elementos de circuito confinados a una superficie de menos de 1 mm2 (circuito
integrado).

Figura 1 - Circuito real completo de un amplificador operacional (Fuente:hojas de datos del AmpOp
µA741 de Texas Instruments)

Ing. Pablo Morcelle del Valle
Prof. Adj. de Electrotecnia y Electrónica
Departamento de Electrotecnia
Facultad de Ingeniería
Universidad Nacional de La Plata

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Una discusión completa de lo que hay dentro de un AmpOp está más allá del
objetivo de este capítulo. Resultará suficiente tratar alAmpOp como un bloque
constitutivo de circuito (“caja negra”) y estudiar simplemente lo que ocurre en sus
terminales. Un AmpOp se diseña de modo que efectúe algunas operaciones
matemáticas cuando se le conectan componentes externos, como resistencias y
capacitores. Por lo tanto, no interesa la estructura interna del amplificador ni las
corrientes y tensiones que existen dentro de estaestructura. Lo que hay que tener
en mente es que el comportamiento interno del amplificador es el responsable de las
restricciones de tensión y de corriente impuestas en los terminales.
El término amplificador operacional fue introducido en 1947 por John Ragazzini y
sus colegas en su trabajo sobre computadoras analógicas, realizado para el Consejo
de Investigación de la Defensa Nacional de los EstadosUnidos durante la Segunda
Guerra Mundial. Los primeros amplificadores operacionales utilizaron tubos de vacío
(“válvulas”), en vez de transistores.
El AmpOp es fundamental en los circuitos por su flexibilidad. Es una unidad
electrónica que se comporta como una fuente de tensión controlada por tensión.
También puede emplearse para fabricar una fuente de corriente controlada por
tensión o porcorriente. Un AmpOp puede sumar señales, amplificar o cambiar el
signo de una señal, integrarla o diferenciarla. La capacidad del amplificador
operacional para efectuar estas operaciones matemáticas constituye la razón por la
que se lo llama de esta manera. Es la razón también del extenso uso de los
amplificadores operacionales en el diseño analógico. Estos elementos son comunes
en el diseñode circuitos prácticos debido a que son flexibles, económicos, fáciles de
usar y es divertido trabajar con ellos.
Los amplificadores operacionales se consiguen comercialmente en paquetes de
circuitos integrados en varias formas. La Figura 2 presenta un encapsulado típico de
AmpOp en línea doble de 8 terminales (o DlP, por sus siglas en inglés de dual in-line
package).

Detalle del...