Configuracion No Inversora Del Amplificador Operacional

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA AMPLIFICADORES OPERACIONALES APLICACIONES DE LA CONFIGURACIÓN NO INVERSORA

OBJETIVOS • • Construir aplicaciones de la configuración no inversora del amplificador operacional (amplificador de voltaje, seguidor de voltaje y el sumador de voltajes). Analizar un circuito en donde se observe la necesidad de un seguidor devoltaje.

ANTECEDENTES TEÓRICOS La segunda configuración a circuito cerrado del opamp que se debe estudiar es la no inversora que se muestra en la siguiente figura.

En esta configuración la señal de entrada Vi se aplica directamente al terminal positivo de entrada del opamp, en tanto que un terminal de R1 se conecta a tierra. Para el análisis del circuito no inversor se supone que el opamp esideal con ganancia infinita y que existe un cortocircuito virtual entre sus dos terminales de entrada. Entonces la señal de diferencia de Vo entrada es = 0 para A=∞. De esta forma, el voltaje en el terminal de inversión de entrada A será igual al del terminal no inversor de entrada, que es el voltaje aplicado Vi. La corriente que circula por R1 puede entonces determinarse como Vi/R1. Debido a lainfinita impedancia de entrada del opamp, esta corriente circulará por R2. Entonces el voltaje de salida se puede ⎛ Vi ⎞ R Vo determinar a partir de Vo = Vi + ⎜ ⎟ R2 que produce = 1+ 2 . ⎜ R ⎟ Vi R1 ⎝ 1 ⎠

1

La ganancia de la configuración no inversora es positiva y de aquí el nombre de no inversora. La impedancia de entrada de este amplificador es idealmente infinita, ya que no circulacorriente en el terminal positivo de entrada del opamp. La salida del amplificador no inversor se toma en los terminales de la fuente ideal de voltaje que posee en la salida el opamp, y de este modo la resistencia de salida de la configuración no inversora es cero. Una de las aplicaciones más importantes de la configuración no inversora es el seguidor de voltaje, cuyo circuito se muestra en lasiguiente figura.

El seguidor de voltaje se utiliza debido a que su resistencia de entrada es alta (varios megaohms). Por lo tanto extrae una corriente despreciable de la fuente de señal. Es decir hace posible el uso de este circuito como amplificador unitario separador para conectar una fuente con una alta impedancia a una carga de baja impedancia. PRE-LABORATORIO 1. Utilice el principio desuperposición para hallar el voltaje de salida del circuito que se muestra en la siguiente figura.
R4 9k R3 1k +

V1 V2

R1 2k R2 3k

+ Vo -

2. Para el circuito que se muestra en la siguiente figura calcule: a) Vo; b) IL; c) Io.
+

+ V1 4V

RL 10k

2

DESCRIPCIÓN BREVE El alumno deberá construir varios circuitos para observar y entender el funcionamiento de las aplicaciones delopamp en su configuración no inversora. El primer circuito a construir es el circuito amplificador no inversor, luego deberá construir un circuito que muestra la necesidad de utilizar el seguidor de voltaje en los circuitos electrónicos, y por último el alumno deberá construir el circuito sumador no inversor. En la última parte de la práctica el alumno deberá diseñar un circuito con los conocimientosobtenidos, para obtener una señal de salida requerida. MATERIALES • • • • • • • • • Cuatro (4) opamps que se alimenten con +15 V y -15 V (se puede utilizar el integrado LM348N que contiene 4 opamps) Varias resistencias menores de 1kΩ, 10 kΩ, 40 kΩ, y variadas Un (1) transistor BJT npn Tres (3) fuentes de voltaje independientes (opamp adicional para seguidores de voltaje) Un (1) generador defunciones Dos (2) Puntas de osciloscopio Un (1) protoboard Jumpers Dos (2) pares de conectores banana-lagarto

PROCEDIMIENTO Y PREGUNTAS 1. Construya el siguiente circuito en su protoboard y compruebe que el circuito allí mostrado es un amplificador de voltaje.
R2 40k V1 15V + V3 -2/2V 1kHz

R1 10k

V2 -15V

a) Determine la ganancia de voltaje del circuito amplificador y compruebe que la...