UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Topologías internas de un amplificador operacional y dispositivos relacionados
Siendo A la ganancia en lazo abierto del amplificador, VOS su tensión de offset e I = F(V) la
función no lineal que regula un diodo Zener. En caso de utilizar (3.14), este sistema no tiene
solución cerrada. Para calcular de forma aproximada el valor de la tensión de salida, aceptaremos
que el diodo Zener es ideal. En este caso, V+ = VZ ≈ 8.2 V y la tensión de salida de la fuente es:
1 k
VOUT 1 ( VZVOS) 1 A −
+
= +
(4.80)
+
Fig. 4.40 muestra la relación entrada-salida de este tipo de referencia. Por otro lado, si
aceptamos que el amplificador operacional es ideal y el diodo Zener es descrito por (3.14), la
salida del amplificador operacional será el valor VOUT, fruto de la resolución de la siguiente
ecuación no lineal:
V
k + 1
=
RI
1−
⎜
⎝ VZ
⎟
⎠
4 BR
OUT
k
m
⎛V⎞ OUT
129
(4.81)
Con los datos anteriores, se pueden determinar las características de este tipo de referencia.
En primer lugar, VOUT es la tensión nominal y 10 + VSVS,POS la tensión mínima de alimentación.
En las anteriores ecuaciones, no se observa una dependencia directa de la alimentación. Sin
embargo, debido a que el amplificador tiene un valor no nulo de la razón de rechazo de la tensión
de alimentación PSRR+, el valor de la tensión de offset de entrada de este amplificador puede
incrementarse afectando a la tensión de salida. Por este motivo, el valor de regulación de línea de
esta fuente es:
∂VOUT ∂VOS
α = = ( 1+ k ) = ( 1 + k ) · PSRR
∂V ∂V
CC CC
+
(4.82)
La corriente en cortocircuito de la
referencia de tensión IShCC es la del amplificador
operacional integrado. Finalmente, el consumo
de corriente se puede dividir en dos partes. Por
un lado, el requerido por el operacional para su
correcto funcionamiento y, en segundo lugar, la
corriente que fluye a través de las resistencias de
la red de polarización. Por tanto:
V V −V
I = + + I 0.68 + I mA
(4.83)
OUT OUT Z
QC
R1+ R2 + R3 R4
QC, Op QC , Op
( )
Fig. 4.40 : Relación entrada-salida teórica de una
referencia de tensión similar a REF102.
El cálculo del coeficiente térmico es complejo. En primer lugar, el coeficiente k, que es
igual a un cociente de resistencias, es prácticamente independiente de la temperatura. La
estabilidad térmica de esta referencia está marcada por la relación existente entre los coeficientes
de R4 y del diodo Zener. Si aumenta la temperatura, R4 aumenta y la corriente que circula a
través del diodo Zener disminuye. Por tanto, la tensión a la que se encuentra este diodo también