Configuraciones básicas con opams

Practica 1:
Configuraciones Básicas con Amplificadores Operacionales

Objetivo: Analizar las configuraciones básicas con amplificadores operacionales.
El estudiante será capaz de compensar las corrientes de polarización y de offset, así como el voltaje de offset de un amplificador operacional A741 (u otro equivalente) y de un T0L084 (Compensación interna y externa).


* Contenido| Contenido 21. Introducción 42. Investigación 42.1. Corrientes de polarización y de offset 4 2.1.1. Voltaje de offset …………………………………………………………………….53. Teoría para compensar las corrientes de polarización en circuitos con op-amps. 74. Teoría para compensar el voltaje de offset en un op-amp A741. 75. Desarrollo 106. Conclusiones 177. Referencias 18 |


Introducción
Hoy en día losamplificadores operacionales han tenido un gran impacto en el mundo de la electrónica, ya que con su aplicación, se ha logrado el diseño y desarrollo de diversos aparatos, como amplificadores de audio, compresión de datos, aparatos de instrumentación, entre otras. Unas de sus aplicaciones más es importantes es en el ACD y DAC pues con estos se puede realizar no solo procesamientos de señales analógicassino también procesamiento de señales digitales.
En el presente reporte de laboratorio, se presentará una investigación sobre los amplificadores operacionales, así como los resultados y conclusiones sobre el desarrollo de la práctica en el cual se encuentra el amplificador operacional inversor y el no inversor.

Investigación

Corrientes de polarización y de offset
Para que puedafuncionar adecuadamente un Op Amp, se le tiene que suministrar a sus dos terminales de entrada corriente de DC denominadas corrientes de polarización de entrada (IB). En la Figura Z, se representan esto como dos fuentes de corriente conectadas a las terminales de entrada, IB1 e IB2.

Figura 1. Modelo para representar la corriente IB.
Por lo general el fabricante especifica el valor de estas doscorrientes o la diferencia esperada. Al valor promedio de estas corrientes es a la que se le denomina IB.
(1)
La diferencia de estas corrientes se le denomina corriente de offset Ios el cual está determinado por:
(2)
Las hojas de datos de los Op Amps tienen por lo general valores típicos y máximos para IB y para Ios. La tabla 1 nos muestra los valores típicos para algunos Op Ampscomerciales, cuyos valores pueden ser encontrados en la hoja del fabricante.
Corrientes de polarización (IB) y de offset (IOS) |
Amplificador Operacional | Corriente de polarización | Corriente de offset | Unidades |
LM741 | 80 | 20 | nA |
TL081 | 20 | 0.005 | nA |
LT1037 | 10 | 7 | nA |
LT1058 | 5 | 3 | pA |
µA791 | 80 | 20 | nA |
MC3401P | 50 | - | nA |
F356 | 30 | 3 |pA |
AD549 | 150 | 50 | fA |

Tabla 1. Valores típicos de la corriente de offset y de polarización para algunos Op Amps.

Voltaje de offset
Imagínese el caso hipotético donde las entradas del Op Amp están unidas y conectadas a tierra. Idealmente el voltaje de salida debería darnos 0, sin embargo esto no ocurre en la realidad. Generalmente, si el Op Amp tiene una ganancia DC elevada, lasalida estará en el nivel de saturación positiva o negativa. La solución sería conectar una fuente de voltaje de DC de polaridad y magnitud apropiada en las terminales de entrada para poder obtener un voltaje de 0V. Por lo tanto el voltaje de offset (VOS) debe tener magnitud igual y polaridad opuesta al voltaje que se aplica externamente.
Este voltaje surge a la falta de coincidencia presentes enla etapa de entrada diferencial del Op Amp. El Vos se puede representar como una fuente con polaridad invertida como se puede observar en la Figura 2.

Figura 2. Modelo para representar el voltaje de Offset en un Op Amp
Tomando como modelo la Figura 3 podemos determinar el efecto de Vos. Primero se pone en cortocircuito la señal de entrada en una configuración ya sea inversora o no...