Amplificado operacional

Amplificador Operacional 741

El nombre de operacional se debe al uso que de este circuito se hacía en los primitivos ordenadores analógicos, capaces de realizar operaciones aritméticas de distinto grado de complejidad. Estos amplificadores poseen una elevadísima resistencia de entrada, por lo que pueden detectar señales muy pequeñas (de orden de microvoltios) y amplificarlas miles deveces.
Una de las aplicaciones del amplificador operacional es la comparar tensiones. Un comparador es un operador que tiene dos entradas y una salida.
Si la entrada positiva (+), también denominada no inversora, está a más tensión que la entrada negativa o inversora (-), en el terminal de salida aparece una tensión igual a la tensión de alimentación. En caso contrario, la salida seránula, o negativa si se alimenta con tensión simétrica.
Los amplificadores operacionales se emplean en circuitos de control de temperatura, luminosidad, humedad, detectores de incendios, receptores de radio y televisión, etc. Este circuito integrado contiene internamente un amplificador diferencial, es decir, es capaz de amplificar la diferencia de dos tensiones de entrada, construidoprincipalmente a partir de transistores y resistencias.

Símbolo.
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Recibe este nombre por que inicialmente fue diseñado para poder realizar operaciones matemáticas con señales eléctricas formando partes de los denominadores calculadores analógicos.

Características.

✓ Alta impedancia de entrada (resistencia).
✓ Baja impedancia de salida.
✓ Tensiónmáxima de alimentación.
✓ Alta ganancia de tensión en lazo abierto.

Estructura interna del 741

Es usual presentar al Amplificador operacional como una caja negra con características ideales, es importante entender la forma en que funciona, para así saber las limitaciones que presenta.
El famoso circuito integrado 741 es un amplificador operacional alojado en unacápsula de tipo DIP8, de 8 pines.
Los diseños varían entre cada fabricante y cada producto, pero todos los amplificadores operacionales, tienen básicamente la misma estructura interna, que consiste en tres etapas:

1. Amplificador diferencial: es la etapa de entrada que proporciona una baja amplificación de ruido y gran impedancia de entrada. Suelen tener una salida diferencial.
2.Amplificador de tensión: proporciona una ganancia de tensión.
3. Amplificador de salida: proporciona la capacidad de suministrar la corriente necesaria, tienen una baja impedancia de salida y usualmente protección frente a cortocircuitos.

Parámetros

✓ Ganancia en lazo abierto. Indica la ganancia de tensión en ausencia de realimentación. Se puede expresar en unidades naturales (V/V, V/mV) ologarítmicas (dB). Son valores habituales 100.000 a 1.000.000 V/V.
✓ Tensión en modo común. Es el valor medio de tensión aplicado a ambas entradas del operacional.
✓ Tensión de Offset. Es la diferencia de tensión, aplicada a través de resistencias iguales, entre las entradas de un operacional que hace que su salida tome el valor cero.
✓ Corriente de Offset. Es la diferencia de corrienteentre las dos entradas del operacional que hace que su salida tome el valor cero.
✓ Margen de entrada diferencial. Es la mayor diferencia de tensión entre las entradas del operacional que mantienen el dispositivo dentro de las especificaciones.
✓ Corrientes de polarización (Bias) de entrada. Corriente media que circula por las entradas del operacional en ausencia de señal
✓ Slew rate.Es la relación entre la variación de la tensión de salida máxima respecto de la variación del tiempo. El amplificador será mejor cuanto mayor sea el Slew Rate. Se mide en V/μs, kV/μs o similares. El slew rate está limitado por la compensación en frecuencia de la mayoría de los amplificadores operacionales. Existen amplificadores no compensados (con mayor slew rate) usados principalmente en...