cascode

CAPÍTULO 6
Amplificadores de circuitos integrados multietapa
6.1

El amplificador diferencial con
carga activa
6.2
El par diferencial MOS cargado
activamente
6.3
El par diferencial bipolar cargado
activamente
6.4
Estudio de etapas de entrada de
amplificadores operacionales:
6.4.1.- Ejemplo genérico comparativo:
6.4.2.- Etapa de entrada del amplificador
operacional 741
6.4.3.-Otra etapa de entrada de amplificador operacional (LM118)
6.4.4.- Etapas Diferenciales de Entrada Ba
das en transistores MOSFETS
Amplificadores Operacionales
CMOS

392
393

6.6
Amplif.Operac. de Cascodo doblado
6.6.1.- El cascodo doblado
6.6.2.- Máximo Modo Común de entrada
6.6.3.- Ampliac. del Modo Común de entrada

396
398
400
400

375

6.7

Configuracion D’Arlington

403378

6.8

Amplificador Cascode bipolar

412

385

6.9

Segunda etapa del amplificador
Operacional 741

416

6.10
6.5

6.5.1.- Tensión Residual de entrada
6.5.2.- Circuito de polariz. para estabilizar gfs

Etapa de salida del Amp. Op. 741

420

6.11

Aplicaciones básicas del Amp.Op.

424

361
362
367

387

389

6.1 EL AMPLIFCADOR DIFERENCIAL CON CARGAACTIVA
Como se describió en el capitulo 5, al reemplazar la resistencia de drenaje RD con una fuente de
corriente constante se obtiene una ganancia de tensión mucho mas alta, además de reducción en el área
del chip. Por supuesto, lo mismo se puede aplicar en el caso del amplificador diferencial. En esta
sección se estudia un ingenioso circuito para la implementación de un amplificadordiferencial cargado
activamente y que al mismo tiempo convierte la salida de tipo diferencial (entre drenajes) o balanceada
en una salida sencilla (entre un drenaje y masa) o desbalanceada. A continuación se estudian las formas
MOS y bipolares de este popular circuito.
En la sección anterior se vio que si se toma la salida del amplificador diferencial como
diferencia de potencial entre los dos drenajes(o colectores) se obtiene el doble del valor de la ganancia
de tensión diferencial, además de una ganancia de tensión de modo común muy reducida. En realidad,
la única razón de que aparezca una pequeña fracción de una señal de entrada de modo común entre los
terminales de salida diferencial es la inevitable falta de simetría que se registre entre los componentes
que integran las dos ramas delamplificador diferencial. Por lo tanto, si un amplificador multietapa
(como el caso de un amplificador operacional) debe alcanzar una elevada CMRR, la salida de su
primera etapa debe tomarse de manera diferencial.
361

CAPITULO 6

AMPLIFICADORES DE CIRCUITOS INTEGRADOS MULTIETAPA

362

Sin embargo, mas allá de la primera etapa, a menos que el sistema sea completamente
diferencial, laseñal pasa de un circuito balanceado o flotante de masa a una salida desbalanceada o con
referencia de masa. La manera mas simple y básica para la conversión de diferencial a desbalanceada
es la que se utilizo en los circuitos de aplicación de los ejemplos de verificación y de proyecto que se
describieron en el capitulo precedente, es decir cargando al amplificador diferencial en una de susramas. La obvia desventaja de tales soluciones es una perdida del 50 % (o de 6 dB) en ganancia como
resultado del “desperdicio” de corriente de señal en el drenaje (o colector) de la rama opuesta. Un
método mucho mas eficiente seria encontrar una manera de utilizar la corriente de señal del drenaje (o
colector) de ambas ramas del amplificador diferencial, y eso es exactamente lo que hace elcircuito que
se pasara a analizar a continuación.
6.2. EL PAR DIFERENCIAL MOS CARGADO ACTIVAMENTE
En la figura 6.1.a) se muestra un par diferencial MOS formado por los transistores Q1 y Q2 cargado por
un espejo de corriente formado por los transistores Q3 y Q4 . Para ver la manera en que opera este
circuito considere, en primer lugar, el estado en reposo con los dos terminales de entrada de...