Configuraciones Basicas De Los Amplificadores Operacionales

5. Configuraciones básicas de los OA; incluya el diagrama esquemático y las ecuaciones que modelan la configuración.

6.1 Amplificador inversor.
La figura 2 ilustra la primera configuración básica del AO. El amplificador inversor. En este circuito, la entrada (+) está a masa, y la señal se aplica a la entrada (-) a través de R1, con realimentación desde la salida a través de R2.

Fig.2
Puesto que el amplificador tiene ganancia infinita, desarrollará su tensión de salida, V0, con tensión de entrada nula. Ya que, la entrada diferencial de A es:
Vd = Vp - Vn, ==> Vd = 0.- Y si Vd = 0,
entonces toda la tensión de entrada Vi, deberá aparecer en R1, obteniendo una corriente en R1

Vn está a un potencial cero, es un punto de tierra virtual
Toda la corriente I que circula porR1 pasará por R2, puesto que no se derivará ninguna corriente hacia la entrada del operacional (Impedancia infinita), así pues el producto de I por R2 será igual a - V0

por lo que:

luego la ganancia del amplificador inversor:

Deben observarse otras propiedades adicionales del amplificador inversor ideal. La ganancia se puede variar ajustando bien R1, o bien R2. Si R2 varía desde cerohasta infinito, la ganancia variará también desde cero hasta infinito, puesto que es directamente proporcional a R2. La impedancia de entrada es igual a R1, y Vi y R1 únicamente determinan la corriente I, por lo que la corriente que circula por R2 es siempre I, para cualquier valor de dicha R2.
La entra del amplificador, o el punto de conexión de la entrada y las señales de realimentación, es unnudo de tensión nula, independientemente de la corriente I. Luego, esta conexión es un punto de tierra virtual, un punto en el que siempre habrá el mismo potencial que en la entrada (+). Por tanto, este punto en el que se suman las señales de salida y entrada, se conoce también como nudo suma. Esta última característica conduce al tercer axioma básico de los amplificadores operacionales, el cual seaplica a la operación en bucle cerrado:
En bucle cerrado, la entrada (-) será regulada al potencial de entrada (+) o de referencia.
Esta propiedad puede aún ser o no ser obvia, a partir de la teoría de tensión de entrada de diferencial nula. Es, sin embargo, muy útil para entender el circuito del AO, ver la entrada (+) como un terminal de referencia, el cual controlará el nivel que ambas entradasasumen. Luego esta tensión puede ser masa (como en la figura 2), o cualquier potencial que se desee.

6.2 Amplificador no inversor.
La segunda configuración básica del AO ideal es el amplificador no inversor, mostrado en la figura 3. Este circuito ilustra claramente la validez del axioma 3.

Fig. 3
En este circuito, la tensión Vi se aplica a la entrada (+), y una fracción de la señalde salida, Vo, se aplica a la entrada (-) a través del divisor de tensión R1 - R2. Puesto que, no fluye corriente de entrada en ningún terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensión en R1 será igual a Vi. 
Así pues
 
y como

tendremos pues que:

que si lo expresamos en términos de ganancia:

que es la ecuación característica de ganancia para el amplificador no inversor ideal.
Tambiénse pueden deducir propiedades adicionales para esta configuración. El límite inferior de ganancia se produce cuando R2 = 0, lo que da lugar a una ganancia unidad.
En el amplificador inversor, la corriente a través de R1 siempre determina la corriente a través de R2, independientemente del valor de R2, esto también es cierto en el amplificador no inversor. Luego R2 puede utilizarse como un controlde ganancia lineal, capaz de incrementar la ganancia desde el mínimo unidad hasta un máximo de infinito. La impedancia de entrada es infinita, puesto que se trata de un amplificador ideal.

6.3 Seguidor de tensión.
Es aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la entrada.

Como la tensión en las dos patillas de entradas es igual: Vout = Vin
Zin = ∞
Presenta la...