Tema 8: Aplicaciones no lineales de los amplificadores operacionales

Tema 8
Aplicaciones no lineales de los Op Amp
Figura 7: Amplicador logarítmico para entrada positiva.
de entrada del amplicador es innita, toda la corriente que atraviesa la resistencia se deriva hacia
el diodo. Por tanto:
I D = V [ ( ) ]
IN − V A
VA − V OUT
= I S· exp
− 1
R
N ·V T
Siendo I S y N parámetros característicos del diodo. Ocurre que el nudo A es una tierra virtual
por lo que V A = 0 y que, en general, el diodo estará polarizado en directa por lo que la anterior
ecuación se transformará en:
V IN
R L
(
= I S· exp − V )
OUT
⇒ V OUT = −N ·V T · ln
N ·V T
Para uso de alumnos de la
(
VIN
R L·I S
)
Así, hemos conseguido que la salida sea proporcional al logaritmo de la entrada. El rango de
valores de la entrada está limitado por varios factores. En primer lugar, se supone que el diodo debe
estar polarizado en directa. Para ello, es necesario que V IN > 0. Si quisiéramos realizar el logaritmo
neperiano de valores negativos, deberíamos invertir el diodo D1 de Fig. 7 consiguiendo así que:
(
V OUT = N ·V T · ln − V )
IN
(8)
R L·I S
Otras limitaciones son más importantes. En realidad, la corriente que atraviesa un diodo en
directa es la suma de dos factores exponenciales, uno asociado a las corrientes de difusión y que ha
sido utilizado en el cálculo anterior, y otro asociado a las corrientes de generación-recombinación.
Por ello, para minimizar este efecto hay que recurrir a diversas alternativas. Una de ellas consiste en
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utilizar diodos Schottky o de germanio, cuyo comportamiento es prácticamente ideal en comparación
con los de silicio. Sin embargo, esta opción no es factible en muchos casos como, por ejemplo, en
el diseño de circuitos integrados. En estas circunstancias, la solución que se plantea es utilizar un
transistor en lugar de un diodo. Fig. 8 muestra dos posibles conguraciones.
Al polarizar los transistores de esta manera se comportan como diodos con una ventaja sobre la
unión PN sencilla como podría ser la unión BE. Al intervenir la corriente de colector, la componente
de difusión de la corriente I B se ve amplicada por un factor igual a β F o, lo que es lo mismo,
el diodo equivalente sería similar a la unión BE tras haber disminuido un factor β F las corrientes
de generación-recombinación. Así, se construye un falso diodo mucho más cercano a la idealidad.
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Electrónica Analógica Ingeniería Superior en Electrónica 8