Amp-op

5. AMPLIFICADOR OPERACIONAL 

5.1.

INTRODUCCIÓN 

Figura 5-1
En la actualidad la mayoría de procesos en la industria o en nuestros hogares
están controlados por dispositivos electrónicos. Estos procesos se controlan por
medio de circuitos analógicos o digitales, o combinaciones de ambos. En cualquier
caso es usual tener una o varias señales de entrada medidas en alguna parte delcircuito - señales controladoras - que se usan para calcular el valor de una señal de
salida o señal controlada:
señal de salida = función de control(señales de entrada)
Los amplificadores operacionales permiten implementar la función de control
realizando diversas operaciones matemáticas, como sumas, restas,
multiplicaciones, derivadas e integrales. De allí su nombre de amplificadoresoperacionales.
La Figura 5-1 muestra la idea del uso del amplificador conectado a un circuito
cualquiera en el cual se tiene una señal de entrada que permitirá realizar el control
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes

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5. AMPLIFICADOR OPERACIONAL

de una señal de salida. La señal de entrada está dada por los voltajes de los
terminales llamados inversor y no inversor, v- y v +respectivamente. La señal de
salida está dada por el voltaje vo. El amplificador operacional suela ser denominado
OPAM, por sus siglas en inglés.

5.2.

MODELO “REAL” DEL AMPLIFICADOR 
La Figura 5-2 muestra un modelo “real” del amplificador operacional conectado a
un circuito en el cual la señal de entrada alimenta una resistencia de entrada Rin,
la cual representa la resistencia deentrada del instrumento de medición de la señal
de entrada vd. Esta señal de entrada vd = (v+ - v-) se convierte en la variable
controladora de una fuente controlada que determina el voltaje a la salida, que
toma el valor de A(v+ - v-), donde A es la ganancia del amplificador, también
llamada ganancia de lazo abierto. Esta fuente controlada alimenta la carga
conectada en el terminal de salida vo ydado que hay una resistencia de salida Ro
(que representa la resistencia interna de la fuente) se produce allí una caída de
voltaje.

Figura 5-2

5.3.

MODELO DE RESISTENCIAS IDEALES DEL AMPLIFICADOR 
El modelo de resistencias ideales del amplificador asume que no hay pérdidas
resistivas de energía ni en la entrada ni en la salida del amplificador. Esto implica
adicionalmente que no sealtera la corriente en el circuito al que se conecta
−

( i = 0 ). Para esto se requiere que la resistencia de entrada Rin sea lo más
grande posible, llegando a ser infinita (circuito abierto), de manera que no haya
corriente entrando o saliendo por los terminales v+ y v-. De esta manera el voltaje
de la señal de entrada no se ve afectado por la medición de la misma, como ocurre
cuando laRin es finita. Igualmente para que no haya pérdidas de energía en la
salida del amplificador por disipación en la resistencia de salida Ro se requiere que
esta resistencia sea cero, de manera que v0 = A v + − v − , independiente de la
corriente que solicite la carga conectada a la salida del amplificador.

(

80

)

Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes

5.4. MODELOIDEAL DEL AMPLIFICADOR – MODELO DE CORTO CIRCUITO VIRTUAL

Resumiendo, para modelo de resistencias ideales del amplificador se tiene:
Rin = ∞ ⇒ Circuito Abierto en los terminales de entrada ⇒ i + = i − = 0

(

R0 = 0 ⇒ Corto Circuito en la resistencia de salida ⇒ v0 = A v + − v −
Estas características del amplificador ideal se muestran en la Figura 5-3.

)

Figura 5-3
Este amplificadorideal puede tener algunas variantes, debidas al valor que tenga
la ganancia A y la existencia o no de un voltaje de saturación que se explican a
continuación.

Nota: en algunos textos se indica que el amplificador ideal tiene
ganancia A infinita. Aquí vamos a separar los dos casos (A
finita e infinita), manteniendo las condiciones sobre las
resistencias ideales de entrada y salida....