Paper analogico

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Universidad Internacional del Ecuador
ESCUELA DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS APLICADAS
INGENIERÍA EN MECATRÓNICA, INGENIERÍA EN REDES Y TELECOMUNICACIONES, INGENIERÍA EN INFORMÁTICA Y MULTIMEDIA

PAPER # 2

Materia: Electrónica Analógica
Semestre: Octubre 2010 - Febrero 2011
Profesor: Ing. Luisa Sotomayor.
Fecha: Del 27 de Septiembre al 2 de Octubre
Semanade clase: 2 semana

A. FUNDAMENTACIÓN.

A.1 Introducción
AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES

Teniendo en mente las funciones de la entrada y la salida, se puede definir las propiedades del amplificador ideal.

1.- La ganancia de tensión es infinita: a = ∞

2.- La Resistencia de entrada es infinita: Ri = ∞

3.- La resistencia de salida es 0: Ro = 0

4.- El ancho de banda esinfinito: BW = ∞

5.- La tensión offset de entrada es 0: V0 = 0 Si Vd = 0

Aunque es usual presentar al A.O. como una caja negra con características ideales es importante entender la forma en que funciona, de esta forma se podrá entender mejor las limitaciones que presenta.
Los diseños varían entre cada fabricante y cada producto, pero todos los A.O. tienen básicamente la misma estructurainterna, que consiste en tres etapas:
1. Amplificador diferencial: es la etapa de entrada que proporciona una baja amplificación del ruido y gran impedancia de entrada. Suelen tener una salida diferencial.
2. Amplificador de tensión: proporciona una ganancia de tensión.
3. Amplificador de salida: proporciona la capacidad de suministrar la corriente necesaria, tiene una baja impedancia desalida y, usualmente, protección frente a cortocircuitos.
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Diagrama electrónico del operacional 741.

Etapa de entrada

Sistema de corriente constante

Las condiciones de reposo de la etapa de entrada se fijan mediante una red de alimentación negativa de alta ganancia cuyos bloques principales son los dos espejos de corriente del lado izquierdo de la figura, delineados con rojo.El propósito principal de la realimentación negativa (suministrar una corriente estable a la etapa diferencial de entrada) se realiza como sigue.
La corriente a través de la resistencia de 39 kΩ actúa como una referencia de corriente para las demás corrientes de polarización usadas en el integrado. La tensión sobre esta resistencia es igual a la tensión entre los bornes de alimentación ([pic])menos dos caídas de diodo de transistor (Q11 y Q12), por lo tanto la corriente es [pic]. El espejo de corriente Widlar formado por Q10, Q11, y la resistencia de 5Kohm genera una pequeña fracción de Iref en el colector de Q10. Esta pequeña corriente constante entregada por el colector de Q10 suministra las corrientes de base de Q3 y Q4, así como la corriente de colector de Q9. El espejo Q8/Q9 fuerzaa la corriente de colector de Q9 a ser igual a la suma de las corrientes de colector de Q3 y Q4. Por lo tanto las corrientes de base de Q3 y Q4 combinadas (que son del mismo orden que las corrientes de entrada del integrado) serán una pequeña fracción de la ya pequeña corriente por Q10.
Entonces, si la etapa de entrada aumenta su corriente por alguna razón, el espejo de corriente Q8/Q9 tomarácorriente de las bases de Q3 y Q4, reduciendo la corriente de la etapa de entrada, y viceversa. El lazo de realimentación además aísla el resto del circuito de señales de modo común al forzar la tensión de base de Q3/Q4 a seguir 2Vbe por debajo de la mayor de las dos tensiones de entrada.

Amplificador diferencial

El bloque delineado con azul es un amplificador diferencial. Q1 y Q2 sonseguidores de emisor de entrada y junto con el par en base común Q3 y Q4 forman la etapa diferencial de entrada. Además, Q3 y Q4 actúan como desplazadores de nivel y proporcionan ganancia de tensión para controlar el amplificador clase A. También ayudan a mejorar la máxima tensión Vbe inversa de los transistores de entrada (la tensión de ruptura de las junturas base-emisor de los transistores NPN Q1 y Q2...