Amplificador Operacional Amplificador Operacional

Amplificador Operacional
• Es un bloque de construcción básico empleado en una multitud de
circuitos análogos, como amplificadores y filtros.
• Su comportamiento se modela mediante el empleo de una fuente
dependiente.
• Al combinarlo con resistencias, condensadores e inductancias
puede realizar muchas funciones útiles, entre las que se encuentran
las siguientes:
– Amplificación/escalamiento de una señal de entrada
– Cambio de signo (inversión) de una señal de entrada
– Suma de múltiples señales de entrada
– Resta de una señal de entrada de otra señal
– Integración (en el tiempo) de una señal de entrada
– Derivación (c/r al tiempo) de una señal de entrada
• Un amplificador operacional muy popular es el “741”.
• Uds. lo utilizarán en la tarea de desarrollo.
Amplificador Operacional
Diagrama circuital
Conexiones en el chip
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El amplificador operacional (Opamp)
es un amplificador de
diferencias:
• En la región lineal, vo = A (vp – vn)
donde A es la ganancia de circuito abierto
• Típicamente, Vcc ≤ 20 V y A > 10 4
• Rango lineal: -2 mV ≤ vp – vn ≤ 2 mV
• Así, si un op-amp opera en la región lineal,
entonces se debe cumplir que vp ≅ vn
(osea existe un “corto circuito virtual” entre los
terminales de entrada.)
2

La pendiente de esta
figura es muy
grande, típicamente
del orden de 100.000
a 1.000.000.
Modelo del Op-amp
Normalmente se utiliza el
siguiente modelo para
analizar el comportamiento
de un Op-amp
Ri >100.000 Ohms
µ > 10.000
Ro < 100 Ohms
3

Valores reales:
Ri = 1.000.000 Ohms
Ro = 20 Ohms
A = 100.000
Sea
R1 = 100 Ohms
R4 = 400 Ohms
(V p
-V i
)/R 1
+ V p
/R i
+ (V p
-V o
)/R f
= 0
(V o
-V p
)/R f
+ (V o
+AV p
)/R o
= 0
V p
(1/R 1
+1/R i
+1/R f
) – V o
/R f
= V i
/R 1
V p
(A/R o
-1/R f
) + V o
(1/R f
+1/R o
) = 0
V o
/V i
= (R o
R i
R f
-AR i
R f2
)/(R o
R i
R f
+R o
R 1
R f
+R i
R f2
+R 1
R f2
+R i
R 1
R f
+AR i
R 1
R f
)
Reemplazando
V o
/V i
= (8x10 9 – 16x10 15 )/(8x10 9 + 8x10 5 + 16x10 10 + 16x10 6 + 4x10 10 + 4x10 15)
V o
/V i
≈ 4
4