UNIDAD IV

AMPLIFICADORES

OPERACIONALES

Amplificadores operacionales

• Los amplificadores operacionales,

introducidos oficialmente al mercado a

mediados de la década de 1960, son

dispositivos de estado solido

extremadamente versátiles y fáciles de usar.

• Hay una gran variedad de circuitos

electrónicos, tanto análogos como digitales.

Que es un amplificador

operacional

• Un amplificador operacional es,

básicamente un amplificador de voltaje de

muy alta ganancia, que utiliza técnicas de

realimentación para controlar sus

características de desempeño tales como

ganancia, impedancia de entrada, respuesta

de frecuencia entre otras.

• El dispositivo posee dos líneas de entrada

(+,-), una línea de salida, dos líneas de

alimentación (+V,-V) y amplifica la

diferencia entre los voltajes de entrada.

• siendo Vo el voltaje de salida, Ao la

ganancia de voltaje del dispositivo, V2 el

voltaje aplicado a la entrada positiva (+) o

no inversora y V1 el voltaje aplicado a la

entrada negativa (-) o inversora.

Amplificadores operacionales

• Una de las habilidades de un amplificador

operacional es de ser capaz de amplificar,

controlar o generar todo tipo de formas de

onda, sinusoidales y no sinusoidales, sobre

una amplio rango de frecuencias, desde 0Hz

hasta varios mega hertzios.

Usos

• Pueden efectuar todo tipo de operaciones

matemáticas con cantidades representadas

por señales, incluyendo la

suma, resta, multiplicación, división, integra

ción y la diferenciación.

• Son muy útiles en sistemas de

control, sistemas de

regulación, procesamiento de

señales, instrumentación, computación

análoga, entre otras.

Estructura interna

Los amplificadores operacionales suelen

estar formados por las siguientes etapas:

1. Un etapa amplificadora de entrada

diferencial y salida diferencial.

2. Una segunda etapa de entrada diferencial y

salida asimétrica.

3. Una etapa intermedia.

4. Una etapa de salida.

Etapa amplificadora de entrada

diferencial y salida diferencial:

• Define las características de entrada del AO.

Suele ser un AD (Amplificador diferencial)

basado:

1. En transistores bipolares simples o en

montaje Darlington para disminuir las

corrientes de entrada.

2. Transistores FET que aumentan la

impedancia de entrada.

Etapa de entrada diferencial y

salida asimétrica

• Aumenta la ganancia diferencial y adapta

los niveles de continua para acoplar la

salida a la siguiente etapa.

Etapa intermedia

• Provee ganancia de potencia y adapta los

niveles de continua.

• Además, limita el ancho de banda total del

amplificador en ciclo abierto que garantiza

su estabilidad. Suele consistir en un

amplificador en emisor común.

Etapa de salida

• Suele ser un amplificador de corriente que

disminuye la impedancia de salida para

poder alimentar cargas relativamente bajas

con protección contra sobre-corriente.

Configuraciones

“Amplificadores Operacionales”

• Comparador

• Seguidor

• No inversor

• Sumador inversor

• Restador Inversor

• Integrador ideal

• Derivador ideal

Características generales• El circuito eléctrico equivalente de un

amplificador operacional.

• en este modelo, Vin representa el voltaje

diferencial (V2-V1) aplicado a las entradas;

Rin la impedancia de entrada, Ao la

ganancia de voltaje, Ro la impedancia de

salida y Vo=Ao*Vin el voltaje de salida

resultante.

Idealmente, un amplificador

operacional posee las siguientes

propiedades:

1. La ganancia de voltaje es infinita (Ao=∞).

2. La impedancia de entrada es infinita

(Rin=∞).

3. La impedancia de salida es cero (Ro=0).

4. El ancho de banda es infinito (BW=∞).

5. El voltaje de salida (Vo) es cero cuando el

voltaje diferencial de entrada (V2-V1) es

cero.