Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

Amplificadores operacionales 625
Tabla 18.1
Características típicas del amplficador operacional
Magnitud Símbolo Ideal LM741C LF157A
Ganancia de tensión en bucle abierto A VOL Infinito 100,000 200,000
Frecuencia de ganancia unidad f unidad Infinito 1 MHz 20 MHz
Resistencia de entrada R in Infinito 2M 10 12
Resistencia de salida R out Cero 75 100
Corriente de polarización de entrada I in(polarización) Cero 80 nA 30 pA
Corriente de offset de entrada I in(off) Cero 20 nA 3pA
Tensión de offset de entrada V in(off) Cero 2mV 1mV
Factor de rechazo en modo común CMRR Infinito 90 dB 100 dB
ideal representa un amplificador de tensión perfecto y a menudo se hace referencia a él como VCVS (voltagecontrolled
voltage source, fuente de tensión controlada por tensión ). Podemos visualizar un VCVS como se
muestra en la Figura 18.2b, donde R in es infinita y R out es cero.
La Tabla 18.1 resume las características de un amplificador operacional ideal. El amplificador operacional
ideal tiene una ganancia de tensión infinita, una frecuencia de ganancia unidad infinita, una impedancia de entrada
infinita y un factor CMRR infinito. También presenta una resistencia de salida igual a cero y valores de offset de
cero. Esto es lo que construirían los fabricantes si pudieran, pero lo que realmente pueden fabricar son aproximaciones
a estos valores ideales.
Por ejemplo, el LM741C de la Tabla 18.1 es un amplificador operacional estándar , un clásico que ha estado
disponible desde la década de 1960. Sus características son los mínimos de lo que puede esperarse de un amplificador
operacional monolítico. El LM741C tiene una ganancia de tensión de 100.000, una frecuencia de ganancia
unidad de 1 MHz, una impedancia de entrada de 2 M, etc. Puesto que la ganancia de tensión es tan alta, los offsets
de entrada pueden saturar fácilmente al amplificador operacional. Por tanto, los circuitos prácticos necesitan
componentes externos entre la entrada y la salida de un amplificador operacional para estabilizar la ganancia de
tensión. Por ejemplo, en muchas aplicaciones se utiliza la realimentación
negativa para ajustar la ganancia total de tensión a un valor
mucho más pequeño a cambio de conseguir un funcionamiento lineal
estable.
INFORMACIÓN ÚTIL
Cuando no se utiliza un camino (o lazo) de realimentación, la
Actualmente, la mayoría de los
ganancia de tensión es máxima y se conoce como ganancia de tensión
en lazo abierto y se designa por A VOL . En la Tabla 18.1, observe
que el valor de A VOL para el LM741C es 100.000. Aunque no pósito general modernos se fabrican
amplificadores operacionales de pro-
es infinita, esta ganancia de tensión en lazo abierto es muy alta. Por con tecnología BIFET, porque proporciona
un rendimiento superior al de
ejemplo, una entrada tan pequeña como 10 V produce una salida
de 1 V. Dado que la ganancia de tensión en lazo abierto es tan alta,
los amplificadores operacionales
podemos utilizar una realimentación negativa importante para mejorar
el rendimiento global del circuito.
bipolares. Los amplificadores operacionales
BIFET, al ser más modernos,
El 741C tiene una frecuencia de ganancia unidad de 1 MHz.
Esto significa que podemos tener una ganancia de tensión utilizable generalmente presentan características
de rendimiento mucho mejores,
casi tan grande como 1 MHz. El 741C tiene una resistencia de entrada
de 2 M, una resistencia de salida de 75 , una corriente de
polarización de entrada de 80nA, una corriente de offset de entrada
entre las que incluyen un mayor
de 20 nA, una tensión de offset de entrada de 2 mV y un CMRR de ancho de banda, un slew rate más
90 dB.
alto, una mayor salida de potencia,
Si se necesita una resistencia de entrada muy grande, un diseñador
puede emplear un amplificador operacional BIFET. Este tipo
impedancias de entrada más altas y
corrientes de polarización menores.
de amplificador operacional incorpora transistores JFET y bipolares
en el mismo chip. Los JFET se emplean en la etapa de entrada para