Op-amps

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Amplificador Operacional

Es un circuito integrado compuesto con elementos discretos tales como transistores y resistencias, hecho para fines prácticos para amplificar, filtrar, comparar y convertir alguna señal de entrada.

Un amplificador operacional es un circuito electrónico que consiste generalmente de una primer etapa tipo amplificador diferencial, seguida de una o varias etapas queproporcionan alta ganancia de voltaje y un desplazamiento de nivel adecuado, y una última etapa (configuración push-pull de simetría complementaria) que presenta baja impedancia de salida, todas acopladas directamente de manera que funciona como un amplificador de voltaje diferencial de muy alta ganancia capaz de operar desde DC. El símbolo y la característica de transferencia del amplificadoroperacional se muestran en la siguiente figura:


Las características ideales de un amplificador operacional son:

1.- Su ganancia de lazo abierto es infinita de voltaje.
2.- Su impedancia de entrada es infinita.
3.- Su impedancia de salida es nula.
4.- Su ancho de banda es infinito.

Modelo Eléctrico
Con base a las características ideales del amplificador operacional, este puede sermodelado mediante un circuito abierto en la entrada y en la salida una fuente de voltaje ideal dependiente de voltaje con una ganancia Ao, que generalmente es muy grande.

Esto significa que para fines prácticos el voltaje en la entrada inversora es igual al voltaje en la entrada no inversora:
A esto le conoce como contacto virtual.
Un contacto virtual significa que un potencial (voltaje) en unpunto, virtualmente es el mismo en el otro punto (en este caso para las terminales de entrada). Además en este contacto virtual no existe flujo de corriente.

Características de la región lineal

Cuando el amplificador operacional trabaja en la región lineal, son notorias las siguientes características:
El voltaje de salida se encuentra entre los niveles de saturación:
-Vsat < Vo <+Vsat
El voltaje de salida es proporcional al voltaje diferencial de entrada:

El voltaje diferencial de entrada se encuentran entre lo siguientes valores:
La corriente entre las entradas es despreciable.

El máximo voltaje de salida de un amplificador operacional operando en forma lineal es el voltaje de alimentación menos el voltaje de colector – emisor de saturación de los transistores(Vcesat ≈ 2V) de la etapa de salida
Para poder trabajar con valores prácticos de voltaje en la entrada y que proporcionan voltajes de salida prácticos será necesario aplicar retroalimentación negativa al amplificador operacional lográndose de esta manera una ganancia de voltaje de lazo cerrado totalmente controlable por el diseñador.

Retroalimentación negativa significa que toda la señal o partedel voltaje de salida se retroalimenta a la terminal inversora.

Los amplificadores operacionales son amplificadores diferenciales con acoplamiento DC de muy alta ganancia. Para hacerse una idea de su funcionamiento se puede pensar en el amplificador diferencial clásico con componentes discretos, con sus dos entradas y una salida, como Para poder trabajar con valores prácticos de voltaje en laentrada y que proporcionan voltajes de salida prácticos será necesario aplicar retroalimentación negativa al amplificador operacional lográndose de esta manera una ganancia de voltaje de lazo cerrado totalmente controlable por el diseñador.

Retroalimentación negativa significa que toda la señal o parte del voltaje de salida se retroalimenta a la terminal inversora.

Los amplificadoresoperacionales son amplificadores diferenciales con acoplamiento DC de muy alta ganancia. Para hacerse una idea de su funcionamiento se puede pensar en el amplificador diferencial clásico con componentes discretos, con sus dos entradas y una salida, como prototipo, aunque a decir verdad los amplificadores operacionales reales tienen ganancias mucho mayores e impedancia de salida menor, u permiten a la...
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