Amplificador Operacional
Páginas: 12 (2840 palabras)
Publicado: 4 de agosto de 2012
INTRODUCCION
En 1965, la compañía Fairchild Semiconductor introdujo en el mercado el uA709, el primer amplificador operacional monolítico ampliamente usado. Aunque disfrutó de un gran éxito, esta primero generación de amplificadores operacionales tenía muchas desventajas. Este hecho condujo a fabricar un amplificador operacional mejorado, el uA741. Debido a que es muy barato y sencillo de usar,el uA741 ha tenido un enorme éxito. Otros diseños del 741 han aparecido a partir de entonces en el mercado. Por ejemplo, Motorola produce el MC1741, National Semiconductor el LM741 y Texas Instruments el SN72741. Todos estos amplificadores operacionales son equivalentes al uA741, ya que tienen las mismas especificaciones en sus hojas de características. Para simplificar el nombre, la mayoría de lagente ha evitado los prefijos y a este amplificador operacional de gran uso se le llama simplemente 741.
El amplificador operacional es un dispositivo lineal de propósito general el cual tiene capacidad de manejo de señal desde f=0 Hz hasta una frecuencia definida por el fabricante; tiene además límites de señal que van desde el orden de los nV, hasta unas docenas de voltio (especificacióntambién definida por el fabricante). Los amplificadores operacionales caracterizan por su entrada diferencial y una ganancia muy alta, generalmente mayor que 105 equivalentes a 100 dB.
El A.O. es un amplificador de alta ganancia directamente acoplado, que en general se alimenta con fuentes positivas y negativas, la cual permite que tenga excursiones tanto por arriba como por debajo tierra (o el puntode referencia que se considere).
El nombre de amplificador operacional proviene de una de las utilidades básicas de este, como lo son realizar operaciones matemáticas en computadores análogos.
Amplificadores Operacionales
Un Amplificador Operacional (AO) es un amplificador modular de multietapas con una entrada diferencial que se aproxima mucho en sus características a un “amplificadorideal”. Las propiedades asociadas con el amplificador ideal son:
* Ganancia infinita de voltaje (Av → ∞)
* Impedancia de entrada infinita (Zin → ∞)
* Impedancia de salida cero ( Zout → 0)
* v0 = 0 cuando va = vb
* Ancho de banda infinito ( no hay atraso de la señal a través del amplificador)
En la práctica, ninguna de estas propiedades puede lograrse, pero ellas son bastanteaproximadas.
En la Figura 1 se muestra la representación de un AO indicando los terminales externos que normalmente presenta.
En esta figura +V y −V son las marcas de los terminales para la fuente de potencia. Los terminales de compensación de frecuencia se usan para prevenir oscilaciones del circuito del AO.
El nombre de entrada inversora surge porque si la entrada no inversora se pone a tierra y sise aplica una señal a la entrada inversora, la salida estará desfasada 180o con respecto a la entrada.
1. SEGUIDOR DE VOLTAJE
En la figura se muestra un AO que con la salida realimentada directamente a la entrada inversora constituye lo que se denomina un seguidor de voltaje (la salida es igual a la entrada).
Esto se demuestra aplicando las leyes de Kirchhoff:
v0=Avvi-vo
Se ve quevi=v01+1Av
Como Av → ∞, entonces
v0≈vi
El único camino a tierra para el voltaje de entrada es a través de la alta resistencia de entrada del amplificador, de modo que el seguidor de voltaje hace una buena etapa de aislamiento entre la fuente de voltaje y la carga. Una de las aplicaciones de esta configuración es para aislar la carga de los potenciómetros usados como divisores de voltaje, yaque esto permite que se comportan linealmente.
2. COMPARADOR DE VOLTAJE
En la figura se muestra un AO con señales de voltaje aplicadas en las entradas inversora y no inversora, en una configuración de lazo abierto.
En este caso, el AO se satura debido a la alta ganancia Av y la salida vo será
vo= +v si vb> va-v si vb< va
Una aplicación de esta configuración es el diseño de...
En 1965, la compañía Fairchild Semiconductor introdujo en el mercado el uA709, el primer amplificador operacional monolítico ampliamente usado. Aunque disfrutó de un gran éxito, esta primero generación de amplificadores operacionales tenía muchas desventajas. Este hecho condujo a fabricar un amplificador operacional mejorado, el uA741. Debido a que es muy barato y sencillo de usar,el uA741 ha tenido un enorme éxito. Otros diseños del 741 han aparecido a partir de entonces en el mercado. Por ejemplo, Motorola produce el MC1741, National Semiconductor el LM741 y Texas Instruments el SN72741. Todos estos amplificadores operacionales son equivalentes al uA741, ya que tienen las mismas especificaciones en sus hojas de características. Para simplificar el nombre, la mayoría de lagente ha evitado los prefijos y a este amplificador operacional de gran uso se le llama simplemente 741.
El amplificador operacional es un dispositivo lineal de propósito general el cual tiene capacidad de manejo de señal desde f=0 Hz hasta una frecuencia definida por el fabricante; tiene además límites de señal que van desde el orden de los nV, hasta unas docenas de voltio (especificacióntambién definida por el fabricante). Los amplificadores operacionales caracterizan por su entrada diferencial y una ganancia muy alta, generalmente mayor que 105 equivalentes a 100 dB.
El A.O. es un amplificador de alta ganancia directamente acoplado, que en general se alimenta con fuentes positivas y negativas, la cual permite que tenga excursiones tanto por arriba como por debajo tierra (o el puntode referencia que se considere).
El nombre de amplificador operacional proviene de una de las utilidades básicas de este, como lo son realizar operaciones matemáticas en computadores análogos.
Amplificadores Operacionales
Un Amplificador Operacional (AO) es un amplificador modular de multietapas con una entrada diferencial que se aproxima mucho en sus características a un “amplificadorideal”. Las propiedades asociadas con el amplificador ideal son:
* Ganancia infinita de voltaje (Av → ∞)
* Impedancia de entrada infinita (Zin → ∞)
* Impedancia de salida cero ( Zout → 0)
* v0 = 0 cuando va = vb
* Ancho de banda infinito ( no hay atraso de la señal a través del amplificador)
En la práctica, ninguna de estas propiedades puede lograrse, pero ellas son bastanteaproximadas.
En la Figura 1 se muestra la representación de un AO indicando los terminales externos que normalmente presenta.
En esta figura +V y −V son las marcas de los terminales para la fuente de potencia. Los terminales de compensación de frecuencia se usan para prevenir oscilaciones del circuito del AO.
El nombre de entrada inversora surge porque si la entrada no inversora se pone a tierra y sise aplica una señal a la entrada inversora, la salida estará desfasada 180o con respecto a la entrada.
1. SEGUIDOR DE VOLTAJE
En la figura se muestra un AO que con la salida realimentada directamente a la entrada inversora constituye lo que se denomina un seguidor de voltaje (la salida es igual a la entrada).
Esto se demuestra aplicando las leyes de Kirchhoff:
v0=Avvi-vo
Se ve quevi=v01+1Av
Como Av → ∞, entonces
v0≈vi
El único camino a tierra para el voltaje de entrada es a través de la alta resistencia de entrada del amplificador, de modo que el seguidor de voltaje hace una buena etapa de aislamiento entre la fuente de voltaje y la carga. Una de las aplicaciones de esta configuración es para aislar la carga de los potenciómetros usados como divisores de voltaje, yaque esto permite que se comportan linealmente.
2. COMPARADOR DE VOLTAJE
En la figura se muestra un AO con señales de voltaje aplicadas en las entradas inversora y no inversora, en una configuración de lazo abierto.
En este caso, el AO se satura debido a la alta ganancia Av y la salida vo será
vo= +v si vb> va-v si vb< va
Una aplicación de esta configuración es el diseño de...
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