circuitos eléctricos

Amplificadores Operacionales

El amplificador operacional es un elemento activo con una alta razón de ganancia. Su alimentación es a través de potencia cd, generalmente ±5 Volts hasta ± 30-32 V , el voltaje de salida Vsalno puede exceder a los voltajes de polarización, fig 8.1.1 por lo que:

El símbolo + o - indica la fase relativa de la salida con respecto a las entradas 2 o 1 respectivamente fig 8.1.2 a.

La figura 8.1.2 b muestra el amplificador operacional con su referencia común (tierra). la terminal positiva es la terminal no inversora, y la terminal negativa es la terminal inversora. La relación que define al amplificador es:

Donde A es alta ganancia @ 106 ve fig. 8.1.2 b se define como:

Si se asume V2 = 0, entonces Ve = V1 por lo tanto.

De igual forma si V1 = 0 entonces:

Físicamente esto se puede obtener, conectando la terminal correspondiente a tierra para conseguir así V1=0 o V2 = 0.El modelo aproximado del circuito del amplificador operacional es el que se muestra en la fig.8.1.3, se supone que ve se aplica a través de un circuito abierto.

Las características más importantes de este modelo son: Gracias a la propiedad de los amplificadores operacionales de tener una muy alta resistencia de entrada (mayor a 1 MW), se puede considerar como un circuito abierto entre los terminales 1 y 2. La función de un amplificador operacional se asemeja al de una fuente de voltaje controlada por voltaje. Las corrientes que circulan en las terminales de entrada son muy pequeñas (Prácticamente 0). Las terminales 1 y 2 están prácticamente al mismo potencial. Amplificador Operacional Ideal   Las principales características del modelo ideal del amplificador operacional son las mostradas en la fig. 8.2.1. De este modelo se puede concluir, que la corriente de entrada por las terminales del amplificador operacional es insignificante al igual que la diferencia de potencial entre ambas terminales, mientras que el voltaje de salida se mantiene finito, esto es aplicable cuando el amplificador se conecta a un circuito resistivo. Al revisar el modelo anterior se puede llegar a un modelo simplificado del amplificador operacional mostrado en la fig. 8.2.2.En este modelo se suprime la fuente dependiente, debe recordarse que esta representación se conecta a circuitos resistivos para formar circuitos complejos, nótese que el voltaje de salida es una cantidad finita, aunque ve = 0. Método del voltaje de nodo   El amplificador operacional ideal puede ser combinado con resistencias y fuentes de voltaje para obtener infinidad de respuestas.   8.3.1 CASO DE ESTUDIO AMPLIFICADOR OPERACIONAL INVERSOR   El método del voltaje de nodo se ejemplifica en la figura 8.3.1.1 por medio del amplificador inversor. Este mismo método puede utilizarse para encontrar la relación salida /entrada en cualquier topología que incorpore amplificadores operacionales.   Como se puede observar en la relación final, este modelo de amplificador con resistencias R1 y R2 produce una respuesta de la forma vsal = -B* vf donde B es una constante dada por el valor de R1 y R2. Por este motivo el circuito se llama amplificador inversor.