Opams

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DEFINICIONES Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS AO
2.1. INTRODUCCIÓ N Para trabajar con AO reales es necesario tomar en cuenta consideraciones de tipo práctico, pues, aunque el modelo ideal se asemeja bastante al real, éste no se comporta exactamente igual al ideal. Es importante conocer esta diferencia, ya que de ello depende el comportamiento final de un circuito diseñado con un AO. Ladiferencia más significativa entre el AO ideal y el real es la ganancia de tensión (en lazo abierto). El AO ideal tiene ganancia infinita, mientras que la del AO real es finita y además disminuye a medida que aumenta la frecuencia en la cual se está trabajando. Por lo general la ganancia de tensión se especifica en decíbeles. Si Av =

vo , entonces vi

Av

dB

v = 20 log Av = 20 log  o v i

   

Para los AO, la ganancia de tensión es alta para entradas cuya frecuencia fluctúa entre c.c. y 10 KHz aproximadamente (esta frecuencia de corte varía de acuerdo al tipo de AO, para la situación de la fig.2.1, la alta ganancia se mantiene hasta los 100Hz), pero a partir de este punto, la ganancia empieza a decaer a medida que aumenta la frecuencia.
Av [dB] 100 80 60 40 20 0 10 2106 f [Hz ]

Figura 2.1. Ganancia típica de un AO de propósito general.

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Preparado por Juan Ignacio Huircán

Durante este capítulo, se examinará el AO internamente, se darán a conocer las causas, consecuencias y consideraciones que deben ser tomadas en cuenta para trabajar con este tipo de dispositivo. 2.2. EL AO INTEGRADO ( OP AMP IC) El AO integrado (CI) está constituido básicamentepor dos etapas de ganancia de voltaje (una entrada diferencial y una etapa de emisor común) seguida por una etapa de salida clase AB de baja impedancia. Un diagrama simplificado de este circuito integrado es mostrado en la fig. 2.2. Esta versión simplificada de un AO integrado es equivalente a un AO de propósito general, similar al LM101, µA 741, o versiones de AO múltiples. Este circuito permiteentender el funcionamiento interno del CI. Le etapa de entrada conformada por Q1 y Q2 forman un par diferencial con carga activa formada por Q3 y Q4. La salida se toma desde el colector del transistor Q4. Por otro lado Q10 proporciona un polarización adecuada para el par diferencial. En la mayoría de los AO, la etapa intermedia (2ª etapa) proporciona una alta ganancia a través de variosamplificadores, en el circuito de la fig. 2.2, dicha etapa esta formada por Q5 la cual es un circuito en emisor común que proporciona una alta impedancia de entrada a la primera etapa (la que atenúa los efectos de carga). Además, esta etapa tiene un capacitor Cc el cual es utilizado por el AO para compensación en frecuencia.
Vcc

Q 10 + vin Q1 _ Q2 Cc V+

Q9 Q 7

v

out

Q 8

Q 5 Q 3 Q 4 Q 6 RBV EE

Etapa de Entrada

2ª Etapa

Etapa de Salida

Figura 2.2. AO de propósito general.

Finalmente la etapa de salida está conformada por Q7 y Q8, la que proporciona una alta ganancia de corriente a una baja impedancia de salida. Existen muchas variantes y mejoras al circuito mostrado, como lo es, modificar el par diferencial y utilizar transistores JFET en la entrada, lo que permiteel incremento de la resistencia de entrada del AO, además, la incorporación de otras etapas de amplificación interna, trasladadores de nivel y circuitos de protección.

Apuntes de Circuitos Electrónicos II : Definiciones y Especificaciones Técnicas en los AO

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V

DD

VCC

RD1 V o v1 v2 I Q 1 Q

RD2

RC1 _ V o Q1 Q2

RC2

2

v in + I

(a)

(b)

Figura 2.3.Configuraciones del par de entrada diferencial muy simplificadas (a) MOS. (b) BJT.

Cada AO posee rasgos particulares, los que se encuentran especificados en los manuales (DataBook) proporcionados por los fabricantes. Aquí, se entregan características de los AO para determinadas condiciones de operación, estos se indican en forma de tabla o en gráficos. Además, el fabricante plantea aplicaciones...