Tema 8: Aplicaciones no lineales de los amplificadores operacionales

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Tema 8 Aplicaciones no lineales de los Op Amp Figura 12: Multiplicador con JFET de canal n. realizar. En aplicaciones con una frecuencia de trabajo sucientemente alta, sí tiene sentido utilizar algunas de las estrategias que se muestran en los apartados siguientes. Asimismo, la señal de salida siempre presentará ruido de cuantización, tanto mayor cuanto menor sea el número de bits empleados en la codicación o la relación entre las entradas de tensión y el valor de la referencia de tensión que todo conversor posee. 3.1. Uso de transistores de efecto campo Los transistores de efecto campo tienen la peculiaridad de que la corriente que los atraviesa es función de la tensión de puerta y de drenador. Estas tensiones se multiplican entre sí de tal modo que los transistores pueden utilizarse para realizar multiplicaciones. En primer lugar, jémonos en el circuito de Fig. 12. Veamos que funciona como un multiplicador siempre que V X
Tema 8 Aplicaciones no lineales de los Op Amp Figura 13: Multiplicador con JFET de canal n. De modo que: Para uso de alumnos de la I DS = β· (V GS − V T N ) 2 = β· (V IN − V T N ) 2 (14) V OUT = −R·I DS = −R·β· (V IN − V T N ) 2 (15) Por tanto, con esta disposición, podemos elevar una tensión desconocida al cuadrado teniendo en cuenta que aparecen términos lineales que deberían ser eliminados. Asimismo, en Fig. 13 podríamos haber intercambiado los roles del transistor y la resistencia. En consecuencia: I DS = V √ IN R = β· (V GS − V T N ) 2 = β· (−V OUT − V T N ) 2 VIN ⇒ V OUT = −V T N − √ R·β Obteniendo de manera sencilla la raíz cuadrada de un determinado valor de tensión. 3.2. Celdas multiplicadoras con BJT En primer lugar, recordemos que es posible implementar conversores de tensión a corriente por medio de amplicadores operacionales. Ejemplo de ello son los circuitos mostrados en Fig. 14. En ambos circuitos la transconductancia es g M = ± 1 , dependiendo el signo del sentido que le R asignemos a la corriente. El motivo de esta aclaración es que es más sencillo multiplicar corrientes que tensiones. Universidad Complutense de Madrid http://www.ucm.es Una estructura muy popular para multiplicar corrientes es la estructura basada en el par diferencial (Fig. 15).En esta estructura, hay un par diferencial que es polarizado por un espejo de corriente polarizado con una fuente de tensión V A . Recordando la ganancia de un amplicador diferencial: (16) V O = α F ·I Q·R B · (V B+ − V B− ) = α F ·R B ·(V A − V γ ) · (V B+ − V B− ) (17) N ·V T N ·V T R A Haciendo V B− = 0, se puede transformar la entrada en absoluta. La salida, que se muestra en modo diferencial, se podría transformar en absoluta por medio de una amplicador diferencial o de instrumentación con ganancia 1. Además, podría añadirse circuitos adicionales para restar el término Electrónica Analógica Ingeniería Superior en Electrónica 13
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