Electronico

| 2012 |
| Unidad Educativa Técnico Salesiano
Josué Arévalo 3ro. A1
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[Amplificadores Operacionales] |
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Amplificadores Operacionales
Introducción
El concepto original del AO (amplificador operacional) procede del campo de los computadores analógicos, en los que comenzaron a usarse técnicas operacionales en una época tan temprana como en los años 40. El nombre de amplificadoroperacional deriva del concepto de un amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta, cuyas características de operación estaban determinadas por los elementos de realimentación utilizados. Cambiando los tipos y disposición de los elementos de realimentación, podían implementarse diferentes operaciones analógicas; en gran medida, lascaracterísticas globales del circuito estaban determinadas sólo por estos elementos de realimentación. De esta forma, el mismo amplificador era capaz de realizar diversas operaciones, y el desarrollo gradual de los amplificadores operacionales dio lugar al nacimiento de una nueva era en los conceptos de diseño de circuitos.

Fig. 1 Símbolo del AO

Objetivos
Aprender que es un amplificadoroperacional, sus diferentes usos y aplicaciones, conocer la estructura de los mismos y conocer las distintas configuraciones de los amplificadores operacionales.

Fig. 2 Apariencia física del AO

Desarrollo
Los amplificadores operacionales de propósito general fueron rediseñados para optimizar o incorporar ciertas características. Los circuitos integrados de función especial que contienen másde un amplificador operacional se desarrollaron entonces para llevar a cabo funciones complejas.
* Configuraciones de los Amplificadores Operacionales
a. Inversor
Esta configuración será útil para aquellos instrumentos con diferentes tensiones de entrada que necesiten tener una ganancia dada por el amplificador.

por lo que:

luego la ganancia del amplificador inversor:

b. Noinversor

En este circuito, la tensión Vi se aplica a la entrada (+), y una fracción de la señal de 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.

c. Amplificador Diferencial

La tensión a la salida debida a V1 la llamaremos V01

y como V(-) = V(+)
La tensión de salida debida a V1 (suponiendo V2 = 0) valdrá:

Y la salida debida a V2 (suponiendo V1 = 0) será, usando la ecuación de la ganancia para el circuito inversor, V02

Y dado que,aplicando el teorema de la superposición la tensión de salida V0 = V01 + V02 y haciendo que R3 sea igual a R1 y R4 igual a R2 tendremos que:

por lo que concluiremos

que expresando en términos de ganancia:

que es la ganancia de la etapa para señales en modo diferencial.

d. Sumador Inversor
Utilizando la característica de tierra virtual en el nudo suma (-) del amplificador inversor, seobtiene una útil modificación, el sumador inversor.

En este circuito, como en el amplificador inversor, la tensión V(+) está conectada a masa, por lo que la tensión V(-) estará a una masa virtual, y como la impedancia de entrada es infinita toda la corriente I1 circulará a través de RFy la llamaremos I2. Lo que ocurre en este caso es que la corriente I1 es la suma algebraica de las corrientesproporcionadas por V1, V2 y V3, es decir:

y también

Como I1 = I2 concluiremos que:

que establece que la tensión de salida es la suma algebraica invertida de las tensiones de entrada multiplicadas por un factor corrector, que el alumno puede observar que en el caso en que RF = RG1 = R G2 = R G3 ==> VOUT = - (V1 + V2 + V3)
La ganancia global del circuito la establece RF, la cual, en este...