EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL

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Figura Nº 6

6 AMPLIFICADOR DIFERENCIAL[pic 28]

Es un circuito que amplifica la diferencia entre dos entradas, pero que rechaza cualquiera de las señales comunes a las dos entradas. En la figura Nº 7 se muestra el circuito de un amplificador diferencial.

LCK nodos a, [pic 29], por divisor de voltaje [pic 30] y Figura Nº7 como [pic 31], [pic 32]

[pic 33][pic 34]

PRÁCTICA Determine io y vo en el circuito de la figura Nº 8.

Figura Nº 8

7 AMPLICADORES OPERACIONALES EN CASCADA

Una conexión en cascada es un arreglo en sucesión de dos o más circuitos de un op-amp, tal que la salida de uno es la entrada del siguiente. La ganancia total de la conexión en cascada es el producto de las ganancias de los circuitos de op-amp individuales, [pic 35]. Debido a esta característica se debe tener cuidado que una etapa no sature a la siguiente. En la figura Nº 9 se ilustra un circuito con varios op-amp conectados en cascada.[pic 36]

Figura Nº 9

En este caso tenemos la primera etapa constituida por un sumador inversor con una segunda etapa constituida por amplificador inversor, por lo que la salida deberá ser una señal sumada, amplificada y en fase con la entrada.

PRÁCTICA Determine io y vo en el circuito de la figura Nº 10.[pic 37]

Figura Nº 10

8 EL AMPLIFICDOR REAL

Reducido a sus aspectos esenciales, el amp op se considera como una fuente de tensión dependiente controlada por tensión. La fuente de tensión dependiente proporciona la salida del amp op y la tensión de la cual depende se aplica a las terminales de entrada. Un diagrama de un modelo razonable para un amp op práctico se muestra en la figura Nº 11, en donde se incluye una fuente de tensión dependiente con ganancia de tensión A, una resistencia de salida Ro, y una resistencia de entrada Ri. La tabla Nº 1 proporciona valores usuales para tales parámetros respecto a varios tipos de op-amp disponibles comercialmente.[pic 38]

Tabla Nº 1, Valores de parámetros característicos de varios amp op comerciales.

El parámetro A se conoce como la ganancia de tensión en lazo abierto del op-amp, y por lo común se ubica en el intervalo de 105 a 106. Observamos que todos los amp ops en la tabla Nº.1 tienen una ganancia de tensión en lazo abierto muy alta, en especial si se compara con la ganancia de tensión de 11 que caracterizó al circuito amplificador no inversor del ejemplo de la figura Nº 3. Resulta importante recordar la distinción entre ganancia de tensión en lazo abierto del amp op mismo y la ganancia de tensión en lazo cerrado que caracteriza a un circuito de amp op particular. El “lazo” en este caso se refiere a una trayectoria externa entre la patilla (terminal) de salida y la patilla (terminal) de entrada inversora; puede ser un alambre, un resistor u otro tipo de elemento, dependiendo de la aplicación.

El μA 741 es un amp op muy común, producido originalmente por Fairchild Corporation en la década de los 60. Se caracteriza por una ganancia de tensión en lazo abierto de 200 000, una resistencia de entrada de 2 MΩ y una de salida de 75 Ω. Para evaluar en qué medida se aproxima el modelo del amp op ideal al comportamiento de este dispositivo particular volvamos a revisar el circuito amplificador inversor de la figura Nº 11.

Figura Nº 11

Ahora se debe comprobar, a partir del modelo real, la validez de las dos reglas generales.[pic 39]

Haciendo LCK en los dos nodos de entrada:

[pic 40]

Eliminando vd y combinando las ecuaciones se deja a vsal en función de los demás parámetros:

[pic 41]

Tome el vent = 10 sen (3t) mV, R1 = 5kΩ y Rf = 50kΩ, y los datos del amp op μA 741 y determine vsal.

Ri= 2MΩ, Ro= 75Ω, A=2X105

Haga las siguientes aproximaciones: A → ∞, R0 → 0 y Ri → ∞ y verifique que se aproxima a la ecuación encontrada para un amplificador inversor.

En la figura N°12 se muestra el circuito interno de un amplificador operacional.

[pic 42]

Figura N°12

[pic 43]

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[pic 46]

[pic 47]

[pic 48][pic 49]

[pic 50]

[pic 51]