Amplificador

ELECTRÓNICA II – GUÍAS DE CLASE
APLICACIONES LINEALES DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL Cortocircuito virtual (“tierra virtual”) en los terminales de entrada del amplificador operacional. Sin embargo a pesar de que Vi ≈ 0V, en este cortocircuito virtual no fluye corriente (ii ≈ 0)!!! Aprovechando la existencia del cortocircuito virtual se reduce el análisis del circuito:

i1  i f 
Como Vi ≈ 0V,vale:

VS  Vi Vi  VO  R1 Rf

V S  VO  R1 Rf AVf 
Un análisis del amplificador inversor de la figura entrega los siguientes resultados:  La ganancia diferencial (Av) del amplificador operacional es muy grande.  La resistencia de entrada del amplificador operacional es tan grande, que la corriente ii ≈ 0A.  El voltaje de entrada del amplificador operacional (Vi) es ≈ 0V, debido a larealimentación negativa y a la alta Av. Note que Vi no es = 0V, pues siempre se tiene que cumplir que:

Rf VO  VS R1

De esta manera para todas las aplicaciones lineales del amplificador operacional se cumple:

VO  AV  Vi
El hecho de que Vi ≈ 0V conduce al concepto de que en la entrada del amplificador existe un cortocircuito virtual, llamado genéricamente tierra virtual.  Las corrientesque circulan hacia las entradas del amplificador operacional son nulas: i1f ≈ i2f ≈ 0. Las tenciones en las entradas del amplificador operacional son iguales: E1 ≈ E2 (Vi ≈ 0). El voltaje de desbalance de entrada es cero.





-1-

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Aplicaciones Amplificador no inversor El sumador

i1  i 2  i3  i f E1  E 2  0V V1 V2 V3 V    O R1 R2 R3 Rf

i1f  i2 f  0 i1  i2 R1 E1  E 2  VS   VO R1  R2 V R AVf  O  1  2 VS R1

R R R  VO   f  V1  f  V2  f  V3  R  R2 R3  1 
El restador

i1  i2 E1  E 2  R4  V2 R3  R4

Seguidor de voltaje

k 43 

R4  R3  R4

E1  E 2  k 43  V2
i1 f  i2 f  0 E1  E 2 VS  VO V AVf  O  1 VS
E  VO V1  E 2  2  R1 R2

1

V1  R 2  E 2  R 2  E 2  R1  VO  R1E2 

R1 R2  VO   V1  E 2  k12  VO  k 21  V1 R1  R2 R1  R2

2

Igualando (1) y (2): Este circuito se caracteriza por tener una altísima impedancia de entrada y una muy baja impedancia de salida. La resistencia RB es necesaria en caso de que la fuente Vs se desconecte del circuito, para evitar salidas aleatorias.

 k 43   k 21    k   V2   k   V1  VO     12  12 
Si se hacen:

R1  R3
Sale:

y

R2  R4

VO 
-2-

R2  V2  V1  R1

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Consideraciones prácticas de diseño Ejemplo:

La resistencia Rc se incluye para minimizar los desbalances debidos a las corrientes de polarización. Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:  Los niveles de las fuentes de polarización deben ser suficientes paraobtener la señal de salida deseada.  Las resistencias que definen la ganancia del amplificador, se escogen preferiblemente en el rango de 1kΩ a 100 kΩ.  La ganancia del amplificador realimentado debe ser mucho menor que la ganancia diferencial del amplificador operacional.  Recuerde que la corriente de salida del amplificador operacional es limitada (≈ 20 mA en el 741). Condiciones de cargabilidaddel amplificador operacional El hecho de que:  La impedancia de entrada del amplificador operacional sea muy grande (ideal = Ri → ∞).  La impedancia de salida del amplificador operacional sea muy pequeña (ideal: Ro → o).

VO1  2  V1  5  V2 VO  2  V1  5  V2  10  V3
Amplificador de Instrumentación

Del circuito restador se tiene: Vo = Va – Vb Permite la conexión en serie de circuitoscompletos basados cada uno en un amplificador operacional, sin que se presente interacción entre ellos. En otras palabras: el amplificador operacional ideal produce la misma tensión de salida, independientemente de la carga. Para el primer amplificador operacional se cumple:

Va  V1  i X  R  V1 

V1  V2 R RX

Así mismo para el segundo amplificador operacional vale:

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