Amplificador Operacional II

Amplificador Operacional
II
OPAM LM741
Amplificador Operacional
El Término Amplificador Operacional (OpAmp) se refiere a un amplificador
que realiza operaciones matemáticas. Históricamente, los primeros
amplificadores operacionales se utilizaron en computadoras analógicas, en
las que realizaban sumas, restas, multiplicaciones, etc.
Primer amplificador operacional
Representación esquemática
Algunos de los símbolos empleados para describir Opamps. En ocasiones, también

pueden incluir terminales de ajuste de offset, habilitación, umbral de voltaje de salida y
otras funciones especializadas.
• El primer símbolo es un opamp reforzador (buffer)
• El segundo es un opamp de entrada diferencial y una sola salida; es el más común.
• El tercero es un opamp con entradas y salidas diferenciales.
Configuración interna
+VCC
i(-) _
Inversora
RO
vid A Salida
Ri
vO = AOLvid
No inversora
i(+) +
-VEE
• i(-), i(+) : Corrientes hacia el amplificador en las terminales inversora y no
inversora, respectivamente
• vid : Voltaje de entrada en las terminales inversora y no inversora
• +VCC , -VEE : Voltajes de alimentación de DC, comúnmente +15V y –15V
• Ri : Resistencia de entrada, idealmente infinita
• A : Ganancia del amplificador. Idealmente muy alta, del orden de 1x1010
• RO: Resistencia de salida, idealmente cero
• vO: Voltaje de salida; vO = AOLvid donde AOL es la ganancia de voltaje en lazo
El Opamp ideal
Ganancia (A): Se asume que es infinita. Siempre es posible controlarla con elementos externos
Impedancia de entrada (Ri): Se asume que es infinita.
Impedancia de salida (R0): Se considera igual a cero.
Respuesta en el Tiempo: La salida debe ocurrir al mismo tiempo que ocurre un cambio en las entradas,
así que se considera cero. El corrimiento de fase será 180°. La respuesta en frecuencia será plana y el
ancho de banda infinito (no hay dependencia de la frecuencia).
Offset: La salida del amplificador debe ser cero cuando la diferencia de potencial entre sus entradas
inversora y no inversora sea cero.
Relación de rechazo en modo común (CMRR=A d/Acm): Se asume con un valor infinito.
+ VCC
v1
Entrada no +
inversora R0
vid Ri + Salida
v2 Avid V0=A vid
Entrada - -
inversora
- VEE
El circuito equivalente es útil para analizar los principios de operación básicos de los
opamps y observar los efectos de los arreglos con retroalimentación.
Para el circuito mostrado:
V0 = Avid = A(v1 – v2)
donde: A = Ganancia de voltaje de gran señal
vid = Voltaje de entrada diferencial
v1, v2 = voltajes en las terminales no inversora e inversora,
respectivamente con respecto a la tierra.
Curva de transferencia de voltaje ideal
V0
Voltaje de saturación positivo VSP

VO
+Vsat < +VCC Pendiente = A Vid(t)
(región lineal) Vmáx
-Vmáx
Vid Vid
Vmáx
-Vmáx
Voltaje de saturación negativo VSN

-Vsat < -VEE
El voltaje de offset es igual a cero. La curva no está a escala, pues sería casi
vertical, debido a la ganancia infinita de A.
Configuración en lazo abierto
En esta configuración no existe ninguna conexión directa o a través de otra red entre la
salida y las terminales de entrada.
En esta configuración, el opamp simplemente funciona como un amplificador de alta

ganancia.
Existen tres configuraciones básicas en lazo abierto:
1. El amplificador diferencial
2. El amplificador inversor
3. El amplificador no inversor
El amplificador diferencial
Este dispositivo amplifica señales de entrada tanto de DC como de AC. Las resistencias de
las fuentes Rin1 y Rin2 normalmente son despreciables comparadas con la resistencia de
entrada Ri. Así, se puede asumir que las caídas de voltaje en esos resistores es cero; y, por lo
tanto, v1=vin1 y v2=vin2, con lo que se obtiene:vO= A(vin1 - vin2)
La polaridad del voltaje de salida depende de la polaridad del voltaje diferencial en la
entrada. En estas configuraciones, la ganancia A comúnmente se refiere como la ganancia de
lazo abierto.
El amplificador inversor
En esta configuración, sólo se aplica una entrada a la terminal inversora del opamp; la otra
terminal se aterriza.
Puesto que v1=0 y v2=vin entonces: vO= - Avin
El signo negativo indica que la salida está desfasada 180 o con respecto a la entrada, o
simplemente, que es de polaridad opuesta.
El amplificador no inversor
En esta configuración, sólo se aplica un voltaje de entrada a la terminal no inversora del

opamp; la otra terminal se aterriza.
Puesto que v1=vin y v2=0, entonces: vO= Avin
Esto significa que el voltaje de salida es mayor que el de entrada por un factor A, y está en
fase con la señal de entrada.
Práctica
1. Implementar el siguiente circuito con el OPAM LM741 y verificar los
parámetros
Vsal = - Vent (Rre / Rent )

Conclusiones
Espejos de Corriente
– Permiten replicar y/o cambiar niveles de corrientes en
un circuito. El cambio de nivel permite tener diversas
corrientes dentro del mismo integrado
– Utilizadas como cargas activas permiten alcanzar
grandes ganancias
Referencias de corriente
– Dependen, entre otras cosas, de la alimentación y la
temperatura

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Algunos de los símbolos empleados para describir Opamps. En ocasiones, también

Impedancia de entrada (Ri): Se asume que es infinita.

Impedancia de salida (R0): Se considera igual a cero.

Voltaje de saturación positivo VSP

Voltaje de saturación negativo VSN

En esta configuración, el opamp simplemente funciona como un amplificador de alta

En esta configuración, sólo se aplica un voltaje de entrada a la terminal no inversora del

Vsal = - Vent (Rre / Rent )

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