Amplificadores Operacionales

AMPLIFICADORES
OPERACIONALES

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CONTENIDO
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Introducción
Características
Circuito Equivalente
El amplificador diferencial
El amplificador operacional ideal
Caracterización de un amplificador operacional no ideal
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Alimentación del amplificador operacional
Excursión de la tensión de salida
Errores de continua.
Cancelación de los efectos de las corrientes de polarización.Restricción del cortocircuito virtual

• Circuitos amplificadores: inversor, no inversor, sumador, diferencial,
integrador y derivador.
• Seguidor de tensión.

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INTRODUCCION
• En la década de los cuarenta, las calculadoras analógicas utilizaban circuitos
electrónicos analógicos para realizar ciertas operaciones. La complejidad
que presentaban se solucionaba al tomar una parte de la señal de salidae
introducirla en la entrada (realimentación). El nombre de amplificador
operacional proviene precisamente de ser usado inicialmente para realizar
operaciones analógicas.
• Cuando el AO se realimenta, el circuito trabaja en bucle cerrado.
Cuando no existe realimentación, opera en condiciones de lazo
abierto.
• Por medio de redes de componentes pasivos (resistencias, condensadores,
bobinas) seconsigue una gran variedad de funcionalidades (inversor, no
inversor, seguidor, sumador, integrador, etc.), respondiendo el sistema a la
configuración adoptada y a los valores de los componentes, sin que afecten
las variaciones en las características del AO. Es decir, el sistema es
independiente de la dispersión de las características del AO debido a los
procesos de fabricación.

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INTRODUCCION
•Pueden configurarse para realizar diferentes operaciones (Suma, resta,
diferenciación e integración).
• Los primeros se construyeron con válvulas.
• En 1960 Robert J. Widlar desarrolla el primer operacional en chip de silicio.
• En 1968 Fairchild saca al mercado el 741
• El uso intensivo de los AO ha provocado que bajen drásticamente de precio.

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CARACTERISTICAS
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Circuito integrado debajo coste
Mínimo número de componentes discretos necesarios:
Resistencias
Condensadores.
Pueden configurarse para realizar diferentes operaciones (Suma, resta,
diferenciación e integración
Multitud de aplicaciones
Aplicaciones:
Cálculo analógico
Convertidores V-I e I-V
Amplificadores Instrumentación
Filtros Activos

Amplificador
Operacional
AO

Circuito Equivalente

PRESENTACIONES
1 OPAMP porEncapsulado

Inserción

SMD

PRESENTACIONES

2 OPAMPs por Encapsulado

Inserción

SMD

CONCEPTOS BÁSICOS DE AO

Amplificador de continua
Amplificador diferencial
V1
Tensión de salida V0 acotada

-Vcc≤Vo≤+Vcc

+Vcc

Vcc

Vd
+
V2

-Vcc

Vo

Vcc

AMPLIFICADOR OPERACIONAL. DEFINICIÓN DE TERMINALES
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•
•

Todas las diferencias de potencial son con
respecto a masa.
Dispone de dos terminales deentrada y
uno de salida
Y dos terminales para conexión de
alimentación +Vcc y –Vcc.
El A.O. solo tiene dos zonas de
funcionamiento:
– Lineal: la salida toma valores comprendidos
entre +Vcc y –Vcc.
– Saturación: la tensión de salida adquiere el
valor de los dos valores de alimentación
+Vcc ó –Vcc.

•

La operación que siempre realiza el A.O.

Vo  Av (V1 V2 )  Av Vin
1
0

EQUIVALENTE DE UNOPERACIONAL
CIRCUITO EQUIVALENTE REAL

V1

Rd – Impedancia de entrada
diferencial

-

0,5·Rd

Ac·Vc

Vd

Rcx – Impedancia de entrada de
modo común
Ro

+
-

0,5·Rd

Rcx

+
-

V2

+

Ad·Vd

Vo R – Impedancia de salida
o

Ad – Ganancia diferencial
Ac – Ganancia de modo común
Vo=Ad·Vd+Ac·Vc
Vd=V2-V1 y
Vc=(V1+V2)/2

EQUIVALENTE DE UN OPERACIONAL
CIRCUITO EQUIVALENTE IDEAL

+Vcc
V1

Rd – Infinita
Rcx –Infinita

-

Ro – Nula
Vo

Vd
+
-

V2

+
-Vcc

Ad·Vd

Ad – Infinita
Ac – nula
Vo=Ad·Vd;

Vd=V2-V1
Tensión de salida V0 acotada

-Vcc≤Vo≤+Vcc

AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL Y REAL
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Características AO real (u741):
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–
–
–

Zi=100MOhm
Avo=100000
Zo=40 Ohm.
WD [1Hz, 1MHz]

Zo

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Características AO ideal:
– Impedancia entrada(Zi) infinita.
– Ganancia en bucle abierto (Avo)
infinita para la entrada...