UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

B− , IA B+
,1
Topologías internas de un amplificador operacional y dispositivos relacionados
I = I
(4.70b)
4.4.2.3 Slew rate y Frecuencia de caída 3dB
Puesto que los amplificadores operacionales internos tienen un comportamiento limitado en
frecuencia, esta desventaja se transmite al amplificador de instrumentación.
En los amplificadores de instrumentación se observa el fenómeno de slew rate, como
ocurría en los amplificadores operacionales. En la práctica, el slew rate del amplificador de
instrumentación es igual al del amplificador operacional más lento. Por otra parte, hay que tener
en cuenta que existe un valor de slew rate positivo y otro negativo.
A diferencia del amplificador operacional, es imposible definir un producto gananciaancho
de banda en estos dispositivos. La causa de este hecho es muy sencilla. Imaginemos que el
comportamiento en frecuencia de los tres amplificadores operacionales concuerda con el modelo
del polo dominante y que todos tienen el mismo polo y ganancia. En este caso, al sustituir la
ganancia en lazo abierto de los amplificadores operacionales (4.30) en la ganancia diferencial del
amplificador de instrumentación (4.62a), se llega a la siguiente expresión:
( ω )
G = G
1+
s
ωD
1+
A
1+ s ⎛1+ s ⎞ ⎛1+ s ⎞
ωD ωD 2 ωD
1+ 2GD0 + ( 2GD0 + 1) ⎜ ⎟
+ 2k
⎜ ⎟
A ⎜
0 ⎜ A ⎟
0 ⎟
⎜ A ⎟
0 ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
0
D D0
2 3
123
(4.71)
siendo k = R/RG y GD0 =1+2k. Como puede verse, incluso en el caso de que los
amplificadores operacionales sean exactamente iguales se obtiene una expresión que contiene un
cero y tres polos. En expresiones de este tipo, no es posible definir un producto ganancia-ancho
de banda. Por otro lado, esta expresión sería más compleja aún si los amplificadores
operacionales tuvieran polos y ceros adicionales o si sus polos fuesen distintos.
En estas circunstancias, un amplificador de instrumentación puede ser identificado con un
filtro pasa-baja ya que amplifica a frecuencias bajas y atenúa a frecuencias más altas. A
semejanza de este tipo de filtros, se define el ancho de banda del amplificador como la
frecuencia a la cual la ganancia es 3 dB menor que la ganancia en continua, simbolizada f-3dB.
La definición de f-3dB es independiente de la forma de la función de transferencia del
amplificador de instrumentación. Sin embargo, en (4.71) se observa que los polos del
amplificador de instrumentación dependen de la ganancia en continua. Por esta causa, es
necesario definir un valor de f-3dB para cada una de las ganancias. Normalmente, el fabricante del
amplificador de instrumentación proporciona el valor de f-3dB para distintos valores de GD entre 1
y 1000.