AMPLIFICADOR OPERACIONAL (OP-AMP)
AMPLIFICADOR OPERACIONAL El amplificador operacional es un circuito electrónico que amplifica en forma lineal la diferencia de la señal de sus dos entradas, con una ganancia, una impedancia de entrada muy alta y una baja impedancia de salida. Las corrientes de entrada son prácticamente nulas y tiene la capacidad de entregar una corriente relativamente alta al circuito de carga. Se designa con las letras A.O. pero generalmente se le conoce con el nombre de Op-Amp. Internamente contiene gran número de transistores, resistores y condensadores. Es utilizado en las calculadoras analógicas, filtros activos, preamplificadores y buffers de audio y video, reguladores, conversores y adaptadores.
AMPLIFICADOR OPERACIONAL • Símbolo y Terminales de un Op-Amp: Vs+ : Voltaje de alimentación positiva V+ : Entrada no inversora
VOUT : Salida
V- : Entrada inversora Vs- : Voltaje de alimentación negativa
AMPLIFICADOR OPERACIONAL Funcionamiento del Op-Amp: โ ข Lazo abierto: Se presenta cuando no existe realimentaciรณn en el circuito. La salida serรก la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor llamado ganancia (idealmente muy grande, tiende a infinito). A la salida solo puede entregar el voltaje de alimentaciรณn (mรกximo).
V0 = A(V+ - V-)
AMPLIFICADOR OPERACIONAL Funcionamiento del Op-Amp: • Lazo cerrado: Se presenta cuando existe un lazo de realimentación en el circuito. Según el tipo de realimentación se pueden presentar dos casos:
(a) Configuración Inversora
(b) Configuración No Inversora
AMPLIFICADOR OPERACIONAL Pasos para el análisis de un Op-Amp: • Comprobar que tipo de realimentación tiene para poder saber si es configuración inversora o no inversora. • Definir las corrientes en cada una de las ramas del circuito. • Aplicar el método de los nodos en todos los nodos del circuito, excepto en los de salida de los amplificadores, porque en principio no se puede saber la corriente que sale de ellos. • Aplicando las reglas, se resuelven las ecuaciones para despejar la tensión en los nodos donde no se conozca.
AMPLIFICADOR OPERACIONAL Configuraci贸n Inversora:
A0 =
Configuraci贸n No Inversora:
A0 =
AMPLIFICADOR OPERACIONAL • Configuraciones Típicas del Op-Amp: 1. Op-Amp como Comparador 2. Op-Amp como Seguidor 3. Op-Amp como Inversor 4. Op-Amp como No Inversor 5. Op-Amp como Sumador Inversor 6. Op-Amp como Restador 7. Op-Amp como Integrador Ideal 8. Op-Amp como Derivador Ideal
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 1. Op-Amp como Comparador:
Esta es una aplicación sin la realimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos.
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 2. Op-Amp como Seguidor:
Se usa como un buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa). Como la tensi贸n en las dos patillas de entradas es igual: Vout = Vin
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 3. Op-Amp como Inversor:
Se単al de Entrada Vin Se単al de Salida Vout
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 4. Op-Amp como No Inversor: Como observamos, el voltaje de entrada, ingresa por el pin positivo, pero como conocemos que la ganancia del amplificador operacional es muy grande, el voltaje en el pin positivo es igual al voltaje en el pin negativo, conociendo el voltaje en el pin negativo podemos calcular, la relación que existe entre el voltaje de salida con el voltaje de entrada haciendo uso de un pequeño divisor de tensión.
Señal de Entrada Vin Señal de Salida Vout
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 5. Op-Amp como Sumador Inversor:
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 6. Op-Amp como Restador:
Se単al de Entrada Vin Se単al de Salida Vout
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 7. Op-Amp como Integrador Ideal:
Se単al de Entrada Vin Se単al de Salida Vout
AMPLIFICADOR OPERACIONAL 8. Op-Amp como Derivador Ideal:
AMPLIFICADOR OPERACIONAL • Amplificador Operacional LM741:
AMPLIFICADOR OPERACIONAL Otros Op Amp: • LM324 • LM336 • LM709
Trabajo: Realizar el esquema de conexión de todos los circuitos estudiados utilizando el integrado LM741 y el LM324.