Amplificadores Operacionales

Amplificadores Operacionales
El término amplificador operacional ó "op-amp" (del inglés operational-amplifier), se refiere a la clase de amplificadores acoplados DC de alta ganancia, con dos entradas y una simple salida. La versión de circuito integrado moderno está constituida por el famoso op-amp 741. Algunas de las características de esta versión de IC son:
Alta ganancia, del orden de unmillón.
Alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida.
Se usa con alimentación partida, normalmente +/-15V.
Se usa con realimentación, dando una ganancia determinada por la red de realimentación.

Sus características a menudo llegan a la del op-amp ideal, y se puede estudiar con ayuda de las reglas de oro.

El Op-amp 741
El amplificador diferencial mas común y famoso es el mA741C o exactamenteel 741, que viene en formato de mini-DIP de 8 patillas. Elcircuito integrado contiene 20 transistores y 11 resistencias. Introducido por Fairchild en 1968, el 741 y los siguientes op-amps de IC incluyendo los op-amps de entrada FET, se han transformado en la herramienta estándar para producir la amplificación y un sinnúmero de aplicaciones. Anque tiene algunas limitaciones prácticas, el 741 es unchollo electrónico que cuesta menos de un dólar.


El 741: Consideraciones Prácticas
Aunque en algunas aplicaciones el 741 es una buena aproximación a unamplificador operacional ideal, existen algunas limitaciones prácticas al dispositivo, en determinadas aplicaciones exigentes.
La corriente de polarización de entradaes alrededor de 80 nA.
La corriente de entrada offset es alrededor de 10 nA.La impedancia de entrada es alrededor de 2 Megaohmios.
El voltaje en modo común debería estar dentro de +/-12V en fuentes de +/-15V.
La impedancia de salida es alrededor de 75 ohmios.
La ganacia de voltaje empezando en los 100 kHz., se devía 6 dB por octava.
Hay una tensión de entrada offsetfinita, que debe ponerse a cero por medio de una resistencia entre las patillas 1 y 5. El offset de entrada esnormalmente de 2mV a <6mV.
El slew rate es de 0,5V/microsegundo.
Hay alguna dependencia de la temperatura.



Amplificador operacional ideal.
Un amplificador operacional ideal debería reunir las siguientes características:
a) Ganancia en lazo abierto (A) infinita.
b) Ancho de banda infinito.
c) Impedancia de entrada infinita.
d) Impedancia de salida nula.
Como consecuencia de estas características,tenemos:

Como A tiende a infinito, Vi tenderá a 0.Como Zent. Es muy elevada, Ii será 0.Cuando se cumple Ii=0 y Vi=0 se dice que en la entrada existe una tierra virtual o cortocircuito virtual. Cortocircuito virtual o tierra virtual es pues el hecho de que entre dos puntos se cumple que a efectos de tensión es un cortocircuito y a efectos de intensidad un circuito abierto. También podemos decirque es aquel punto de un circuito que estando a 0V de tensión, no consume corriente.
Saturación.
Si introducimos en un amplificador operacional (A.O.) una cierta tensión de entrada, a la salida obtendremos esa misma tensión de entrada multiplicada por la ganancia Vo=A(Vi). Por ejemplo. Si un A.O. tiene una ganancia de 100.000 e introducimos una tensión de 1 voltio, se comprende fácilmente que a lasalida no tendremos 100.000 voltios, sino que la tensión de salida estará limitada por la tensión de alimentación, por consiguiente la máxima tensión de salida de un A.O. es la tensión de alimentación, más exactamente el 90% de dicha tensión de alimentación; cuando el A.O. está en esta situación se dice que está saturado.
Formas de trabajo.
Las formas de trabajo de A.O. se pueden agrupar en:
a)Sin realimentación (lazo abierto).
b) Con realimentación positiva. Con aplicación en los osciladores.
c) Con realimentación negativa.
También se pueden agrupar en dos:Aplicaciones no lineales (a y b).Aplicaciones lineales (c).
Parámetros fundamentales de un A.O.
Ganancia de tensión en bucle abierto.
Es como en todo amplificador, el cociente entre la tensión de salida y la de entrada cuando hay...