Ap omp

Electrónica Analógica: Opamps1

Amplificadores Operacionales (I)
Concepto general de amplificador operacional:
Amplificador diferencial con una ganancia de tensión elevada, acoplo directo y diseñado para facilitar la inclusión de una red de realimentación. El A.O. puede ser considerado como un bloque funcional analógico.

Concepto de amplificador operacional ideal:
Amplificador operacionalcon características idealizadas. Es un modelo matemático más que un circuito electrónico real. Impedancia de entrada: infinita Impedancia de salida: cero Ganancia de tensión en modo diferencial: infinita Ganancia de tensión en modo común: cero Ancho de banda: fL =0 (DC) ; fH infinita SlewRate: infinito (V/µs) µ Corrientes de polarización nulas Asimetrías (offsets) nulas

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Amplificadores Operacionales (I)
Vi = V1 − V2
Vo V1

V2

Vo = AV ⋅ Vi

Concepto de amplificador operacional real:
Ganancia de tensión (bucle abierto): 1000 a 100000 (60 dB a 100 dB) Amplificador operacional realizable como circuito electrónico: Impedancia de entrada: 2 MΩ a 1GΩ Ω Ω Corr. polarización Ib: 10 pA a 10 µA CMRR: de 80 a 120 dB Impedancia de salida: 50 Ω a 1 KΩΩ Offset Vio: 1 nV a 10 mV SlewRate: 0.1 V/µs a 1000 V/µs µ µ

fH (ganancia 1): 100 KHz a 1 GHz
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TABLA COMPARATIVA DE OPERACIONALES REALES Tipo LM741 BiFet básico LF356 CMOS básico TLC2272 BiFet rápido OPA656 CMOS rápido OPA354 Bipolar CFOA AD8002 Vcc Icc Vio 2 1 Ib 80 .03
Iomax

R2R

Av 2E5 2E5
1.5E3 (mA/V)

Ft 1 4.5 2.2 230 250

SR 0.5 12 3.6 290150

Vn 30 15 9 7 6.5 2

In ? 0.01 .001 .0013 .05
.002(+) .018(-)

Bipolar básico ±15 1.7

25 25 3 70

no no out no

±15 ±5 ±5
±2.5

5

2.2 0.3 .001 16 0.3 .002 5 5 2 2 .003
3E3(+) 5E3(-)

1E3
RL=100

±5 V

100 In & out 70 no mA

3E5 900
kΩ

600 1.2k MHz

mA mV

nA

V/µs nV/√Hz pA/√Hz µ √ √

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AmplificadoresOperacionales (I)
Función de transferencia estática:

VO
Ideal (eje y) Casi Ideal Real (|Vsat| < |Vcc|)
Vio Avol (bucle abierto) SATURADO + +Vcc

Vi = V1 − V2

-Vcc SATURADO Voo
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Amplificadores Operacionales (I)
Slew Rate: Pendiente máxima de la salida Vi, Vo

Vi en rojo Vo en negro

Pdte. máxima

t NOTA: Los fabricantes suelen medir el slew rate para elmontaje seguidor de tensión (Av= 1), aplicando un escalón en la entrada.

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Amplificadores Operacionales (II)
Aplicaciones del Amplificador Operacional: Con Realimentación Negativa Lineales Amplificadores Amplificador inversor Amplificador no inversor y seguidor de tensión Sumador Amplificador diferencial Convertidor V-I y convertidor I-V Integrador yderivador
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Amplificadores Operacionales (II)
Aplicaciones del Amplificador Operacional (cont): Con realimentación Negativa (cont) No Lineales Rectificadores de media onda Rectificador de onda completa Recortadores Convertidor logarítmico (NO)

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Amplificadores Operacionales (II)
Aplicaciones del Amplificador Operacional(cont): Sin realimentación Comparador simple Con realimentación Positiva Comparador de Scmitt (Schmitt trigger) Con ambas realimentaciones (Negativa y Positiva) Con predominio de la negativa Osciladores senoidales Con predominio de la positiva Osciladores de relajación
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Amplificadores Operacionales (II)
Aplicaciones: Amplificador no inversor Se supone queAvol no es infinita (única característica no ideal del operacional). Se aplica una tensión Vi en la entrada no inversora. Vo= Avol * (Vi-V2) I= V2/R1 = (Vo-V2)/R2 Multiplicando por R1*R2 V2*R2 = Vo*R1 – V2*R1 V2 = Vo*R1 / (R1+ R2) Vo= Avol * Vi – Avol * Vo*R1 / (R1+R2)
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R1

I

R2

V2 Vo Vi

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Amplificadores Operacionales (II)
Despejando Vo Vo (1 +...