UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Topologías internas de un amplificador operacional y dispositivos relacionados
con transistores NPN y con resistencias entre las que se puede intercalar un potenciómetro para
eliminar la tensión de offset de entrada.
El siguiente objetivo de esta etapa es el aumento de la impedancia de entrada. Este
problema es mínimo en el caso de que el par sea tipo JFET puesto que las propias características
de estos componentes hacen que la impedancia de entrada y las corrientes de polarización sean
despreciables. El problema se agudiza en el caso de que el par de transistores sea bipolar. El
aumento de la impedancia de entrada es un asunto paralelo a la reducción de las corrientes de
polarización de las entradas. Estas corrientes no son sino las corrientes de base de los
transistores del par bipolar y es necesario minimizarlas al máximo para mejorar el amplificador.
Hay varias estrategias para afrontar este problema. En primer lugar, la corriente de base es
proporcional a la corriente de colector. Por tanto, una reducción de ésta conduce a un descenso
de la corriente de base. Por ello, el uso de espejos Widlar goza de bastante popularidad con el
objeto de producir corrientes muy bajas para alimentar el par diferencial (Del orden de decenas
de µA, como es el caso del amplificador µA741). El precio que hay que pagar es la reducción
dramática de la ganancia de esta etapa por lo que se debe transferir casi íntegramente la misión
de amplificar a la etapa de ganancia. Otro inconveniente es que, como se verá más adelante,
cuanto menor sea la corriente de polarización de esta etapa, peor es el comportamiento en
frecuencia.
Un procedimiento alternativo para aumentar la impedancia de entrada es incrementar la
ganancia hFE de los transistores del par diferencial. Para ello, se utilizan transistores de
superbeta, con una base tan estrecha que permiten ganancias entre 2000 y 5000. El problema de
estos transistores es que tienen una tensión de ruptura VCB,O muy baja y debe usarse un transistor
de protección. Otra opción es el uso de transistores en configuración Darlington. Por último,
existe una opción más elegante que es el uso de redes de realimentación que reducen la corriente
de entrada al mínimo. El problema de esta solución es que el número de componentes en el
circuito integrado (y, por ende, su consumo) se hace mucho mayor. Fig. 4.9b, perteneciente al
amplificador operacional OP-07, es un ejemplo de este tipo de redes. Esta red de realimentación
será estudiada en detalle en ap. 6.2.6.
4.2.4 Etapa de ganancia de un amplificador operacional
Una vez que se han restado las señales en la etapa de entrada y que se ha llevado a cabo la
primera amplificación, es necesario continuarla hasta límites casi infinitos. Esta etapa es la
encargada de proporcionar la mayor parte de la ganancia del amplificador operacional. En
algunos amplificadores, se elimina para abaratar la construcción.
La etapa de amplificación puede construirse de dos maneras: Por un lado, se puede optar
por amplificar la diferencia de tensiones ∆VOUT = VOUT+ - VOUT- por medio de un nuevo par
diferencial similar a los que constituyen la etapa de entrada. La diferencia entre ellos estriba en
que se prima en su diseño la ganancia en tensión del par diferencial y no la impedancia de
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