4hjj



Ing. Electrónica

“Amplificadores operacionales”

Investigación 1ra unidad
Características de los amplificadores operacionales en lazo abierto

Presenta Equipo 7:
Luis Enrique Blanco Tapia
Rodrigo Hernández Andrade
Said Osorio cruz

Catedrático:
MC Fernando Vera Monterrosas

Características de los amplificadores operacionales en lazo abierto
Historia
El AmplificadorOperacional fue desarrollado para ser utilizado en computadoras analógicas en los inicios de los años 1940.
Los primeros Amplificadores Operacionales (Op. Amp.) utilizaban los tubos al vacío, eran de gran tamaño y consumían mucha potencia.
En 1967 la empresa "Fairchild Semiconductor" introdujo al mercado el primer amplificador operacional en la forma de un circuito integrado, logrando disminuir sutamaño, consumo de energía y su precio. Este dispositivo es un amplificador lineal de alto rendimiento, con una gran variedad de usos.
Características del Op. Amp. (AO)
Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp.) es un dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos entradas, con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta, (mayor a 1 Megaohm) y una baja impedancia de salida (de 8 a 20ohmios).
Con estas característica se deduce que las corrientes de entrada son prácticamente nulas y que tiene la característica de poder entregar corriente relativamente alta (ver datos del fabricante).
Internamente el Amplificador Operacional contiene un gran número de transistores, resistores, capacitores, etc..
El terminal + es el terminal no inversor.
El terminal - es el terminal inversorHay varios tipos de presentación de los amplificadores operacionales, como el paquete dual en línea (DIP) de 8 pines.
Ganancia en lazo abierto
Esta ganancia es aquella que tiene el amplificador operacional cuando no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el diagrama inferior.
La ganancia del amplificador en lazo abierto está dada por la siguientefórmula:
AV = Vsal/Vent
Donde:
AV = ganancia de tensión
Vsal = tensión de salida
Vent = tensión de entrada
En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el operacional es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en amplificador operacional 741C).
Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que se desea es saber cual de las dos entradastiene mayor tensión.
Las características del amplificador operacional son las siguientes:
•Alta impedancia de entrada Ri (teóricamente tiende a infinito).
•Baja impedancia de salida Ro, aproximadamente nula.
•La ganancia de tensión de lazo abierto, A tiende a infinito.
•El ancho de banda tiene a infinito.
•Tensión de offset nula (Vo = 0 cuando Vp = Vn).
•Corriente de polarización nula.•Margen dinámico infinito o de ± Vcc.
•Ruido nulo.
•Tiempo de conmutación nulo.


FUNCIONAMIENTO EN LAZO ABIERTO
La Figura muestra un esquema en el que el operacional funciona en lazo abierto, es decir, la entrada es independiente de la salida.

Funcionamiento en lazo abierto
En el sencillísimo circuito de la figura, es muy fácil determinar las corrientes y tensiones:



Hagamos unosnúmeros: Si VIN = 15 V ==> I+ = 15·10-6 A; VOUT = 1,5 V. La corriente de entrada es despreciable. Ningún aparato de medida convencional sería capaz de detectarla. Por lo tanto, a partir de ahora vamos a aceptar siempre que:

La tensión de salida es proporcional a la de entrada. Si VIN = 100 V => VOUT = 10 V. ¿Qué sucedería si VIN vale 200 V. Según la fórmula obtenida, VOUT sería de 20 V, pero noolvidemos que la alimentación es de 15 V, es decir, la salida no puede superar los 15 V. A partir de 150 V en la entrada, por mucho que aumentemos la tensión no obtendremos más de 15 V en la salida: el amplificador se satura. En la figura se representa la curva VIN - VOUT de este ejemplo.

Curva VOUT - VIN en lazo abierto
El funcionamiento como amplificador en lazo abierto presenta varios...