Amplificador Operacional

Amplificador operacional

741 con encapsulado metálico TO-5.
Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O., op-amp u OPAM), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):
Vout = G·(V+ − V−)

Notación
El símbolo de unamplificador es el mostrado en la siguiente figura:

Los terminales son:
* V+: entrada no inversora
* V-: entrada inversora
* VOUT: salida
* VS+: alimentación positiva
* VS-: alimentación negativa
Los terminales de alimentación pueden recibir diferentes nombres, por ejemplos en los A.O. basados en FET VDD y VSS respectivamente. Para los basados en BJT son VCC y VEE.
Normalmente lospines de alimentación son omitidos en los diagramas eléctricos por claridad.
Configuraciones

* Esta es una aplicación sin la retroalimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos.
*
Seguidor
* Es aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la entrada.

* Se usacomo un buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa)
* Como la tensión en las dos patillas de entradas es igual: Vout = Vin
* Zin = ∞
Presenta la ventaja de que la impedancia de entrada es elevadísima, la de salida prácticamente nula, y puede ser útil, por ejemplo, para poder leer latensión de un sensor con una intensidad muy pequeña que no afecte apenas a la medición. De hecho, es un circuito muy recomendado para realizar medidas de tensión lo más exactas posibles, pues al medir la tensión del sensor, la corriente pasa tanto por el sensor como por el voltímetro y la tensión a la entrada del voltímetro dependerá de la relación entre la resistencia del voltímetro y laresistencia del resto del conjunto formado por sensor, cableado y conexiones.
Por ejemplo, si la resistencia interna del voltímetro es Re (entrada del amplificador), la resistencia de la línea de cableado es Rl y la resistencia interna del sensor es Rg, entonces la relación entre la tensión medida por el voltímetro (Ve) y la tensión generada por el sensor (Vg) será la correspondiente a este divisor detensión:

Por ello, si la resistencia de entrada del amplificador es mucho mayor que la del resto del conjunto, la tensión a la entrada del amplificador será prácticamente la misma que la generada por el sensor y se podrá despreciar la caída de tensión en el sensor y el cableado.
Además, cuanto mayor sea la intensidad que circula por el sensor, mayor será el calentamiento del sensor y del restodel circuito por efecto Joule, lo cual puede afectar a la relación entre la tensión generada por el sensor y la magnitud medida.
] No inversor

Como observamos, el voltaje de entrada, ingresa por el pin positivo, pero como conocemos que la ganancia del amplificador operacional es muy grande, el voltaje en el pin positivo es igual al voltaje en el pin negativo y positivo, conociendo el voltajeen el pin negativo podemos calcular la relación que existe entre el voltaje de salida con el voltaje de entrada haciendo uso de un pequeño divisor de tensión.
*
* Zin = ∞, lo cual nos supone una ventaja frente al amplificador inversor.
Sumador inversor

* La salida está invertida
* Para resistencias independientes R1, R2,... Rn
*
* La expresión se simplifica bastantesi se usan resistencias del mismo valor
* Impedancias de entrada: Zn = Rn
Restador Inversor

* Para resistencias independientes R1,R2,R3,R4:
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* Igual que antes esta expresión puede simplificarse con resistencias iguales
* La impedancia diferencial entre dos entradas es Zin = R1 + R2
* Cabe destacar que este tipo de configuración tiene una resistencia de entrada...