9. EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL para ingenieros.pdf

Electronica 1

1. El Amplificador
Operacional
CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES

2. SÍMBOLO DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
(amp-op)
Representación

3. Definición del Amplificador Operacional
EnCIesundispositivosemiconductor,endondese
integraamuchoscomponentes discretos(como
resistencias,diodosytransistores).
Esundispositivoamplificadorpornaturaleza,esdecir
tieneganancia A=Vo/Vi
ElamplificadorOperacionaltrabajaabucleabierto(sin
realimentación)yabuclecerrado(conrealimentación)
lagananciaesA=Ao/1+βAo
Aoeslagananciaabucleabiertoyβesunafraccióndela
señaldesalida,llevadaalaentrada

4. Definiciones en un Amplificador
Operacional
La ecuación del Amplificador Operacional es.
 Vo = Ao( V+ -V-)
Donde Ao≈ 10
4
a 10
7
Vose restringe a los valores de la fuente de poder
(fuente dual)
V+ y V-son las entradas

5. El Amplificador Operacional y su entrada
diferencial
Entrada diferencial :
Son v
1y v
2
La salida es:
V
O= A
v(v
1–v
2)
Siendo
A
V la ganancia de tensión.

6. El Amplificador Operacional y su circuito
equivalente
Siendo:
+V
CCy –V
EE
la polarización
Positiva y negativa
Respectivamente de la
Fuente dual.
Siendo:
R
iny R
out
las resistencias
De entrada y salida.
A
VOL= Aoes la ganancia
a lazo o bucle abierto

7. Conceptos básicos del Amp-Op.
1.Elcircuitodiferencialimplicaelusodeentradasdepolaridad
opuesta.
2.Tienemuyaltaimpedanciadeentrada(megaohms).
3.Unabajaimpedanciadesalida(generalmentemenosde100Ω)
4.Muyaltagananciadevoltaje(generalmenteencientosdemiles)
5.Latierravirtual(paraelvoltajedeentradaencortocircuitoypara
lacorrientedeentradaacircuitoabierto)yestaalaentradaal
operacional

8. Características típicas del Amp-Op
Amp-Op:

9. Aplicaciones Básicas del Amp. Op.
1. CIRCUITO SEGUIDOR DE TENSIÓN O SEGUIDOR UNITARIO.
La tierra virtual en el Amp. Op.

10. 1. CIRCUITO SEGUIDOR DE TENSIÓN O SEGUIDOR UNITARIO:
Análisis
Vo = Ao( V+ -V-) donde V-= Vo
Vo = Ao( V+ -Vo )
Vo = AoV+ -AoVo
Vo + AoVo = AoV+
Vo ( 1 + Ao) = AoV+
Vo = AoV+ / 1 + Aopero V+ = Vi
Vo = (Ao/ 1 + Ao) Vi pero como Ao> > 1
Vo = (Ao/ Ao) Vi
Entonces Vo = Vi
Por ejemplo si Vi = 1 V → Vo = 1 V

11. 2 Circuito amplificador inversor
Rf es la resistencia de
realimentación.
Para compensar
Corrientes de polarización
Se acostumbra poner una
Resistencia Rp
en el terminal V+ y tierra.
Rp = Rf en paralelo con R
1
óRp = R
1

12. Circuito equivalente del amplificador inversor
Aplicando el concepto de tierra virtual: la corriente pasa por R
1y Rf

13. Ejemplo
En un circuito inversor:
si R1 = 100KΩy Rf = 500KΩ,
Determinar Vo si Vi = 2 V
Vo = (R
f/ R
1) V
1= (500KΩ/ 100KΩ) (2V) = -10 V

14. 3. Amplificador no inversor
La señal ingresa por la entrada no inversora

15. Circuito equivalente y análisis
En el circuito, aplicando el concepto de tierra virtual se
tiene:

16. Ejemplo
En un circuito amplificador inversor-
Determinar Vo si Vi = 2 V
y se tiene las resistencias R
1= 100KΩy Rf = 500KΩ,


17. 4. Circuito amplificador sumador inversor
Circuito con tres entradas:

18. Circuito equivalente y análisis
Por la tierra virtual se tiene
Pero si R1 = R2 = R3 = R
Se tiene
Vo = -Rf / R ( V1 + V2 + V3 )

19. Ejemplo

20. 5. Circuito Amplificador Sustractor
Se tiene
Lo que queda
Vo = Rf / R ( V
1–V
2)
Si R
1= R
2= R
3= R
Finalmente si R = Rf
Vo = V
1–V
2

21. Ejemplo
Determinar el voltaje de salida.

22. Ejemplo
El voltaje de salida es

23. 6. Circuito integrador
Aplicando el concepto de tierra virtual en el circuito equivalente

24. Analizando
Usando la reactancia capacitiva en el dominio complejo
S = jꙍ
Resolviendo para Vo y expresando en el dominio del tiempo

25. 7. Circuito Derivador