Tema 8: Aplicaciones no lineales de los amplificadores operacionales

Tema 8
Aplicaciones no lineales de los Op Amp
circunstancias son coherentes pues implicarían que el diodo está cortado, como se había supuesto
al principio.
¾Cómo se puede ver de una manera más rigurosa Aceptando que la corriente I L es la que
atraviesa el diodo y que llega directamente a la resistencia independientemente de la tensión aplicada,
puede demostrarse que:
I L = V [ ( ) ]
OUT
VIN − V OUT
= I S· exp
− 1 = I D (4)
R L N ·V T
Pero V D puede calcularse a partir de la ganancia de un amplicador operacional, A:
[ ( ) ] [ ( ) ]
V OUT
A· (V IN − V OUT ) − V OUT
= I S· exp
− 1 ∼ VIN − V OUT
= IS· exp
R L N ·V T A −1·N − 1
·V T
Fijémonos que esta ecuación es similar a Eq. 3 salvo por el factor A −1 . La consecuencia física de
aquella ecuación era la aparición de una tensión de codo, V γ , que se puede suponer proporcional a N ·
V T . Dado que la ecuación del circuito recticador es equivalente salvo el factor de proporcionalidad,
podemos deducir que el circuito recticador de media onda equivale a un diodo con tensión de codo
V γ/A. Como A es enorme, esta tensión de codo será del orden de unos cuantos microvoltios. Por este
motivo, la estructura anterior es conocida popularmente como Superdiodo.
¾Qué ocurriría si invirtiéramos los terminales del diodo Simplemente, la corriente entraría en el
diodo si V IN < 0 y no entraría en caso contrario. En este caso, se rechazaría la parte positiva de la
señal y se mantendría la negativa, que no cambiaría de signo.
1.3. Recticador de precisión de media onda con resistencias de realimentación
El superdiodo presenta dos problemas a la hora de utilizarlo. En primer lugar, necesita estar
conectado a una resistencia de carga para permitir el paso de corriente necesaria para activar el
diodo. En segundo lugar, el amplicador operacional pasa de zona lineal a saturación al cambiar
Para uso de alumnos de la
el signo de la señal por lo que, en general, su respuesta es bastante lenta. Por otra parte, la señal
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permanece tal cual, sin amplicarse ni atenuarse.
Por ello, existen otras estructuras que utilizan varios diodos y resistencias para impedir que el
amplicador operacional abandone la zona lineal. Una estructura típica es el recticador inversor de
media onda con salida negativa (Fig. 4).
El estudio de esta estructura es sencillo. En primer lugar, debe suponerse que la entrada V IN es
bien positiva, bien negativa. A continuación, deberían estudiarse las cuatro posibles combinaciones
de estado de D1 y D2 llegando a las conclusiones siguientes.
Si la entrada V IN es negativa, es fácilmente demostrable que el único estado coherente es aquél en
el que el diodo D1 se activa y D2 se desactiva. Toda la corriente que necesite V IN es proporcionada
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Electrónica Analógica Ingeniería Superior en Electrónica 5