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EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL Autor: Nicolas Diestra Sánchez

AMPLIFICADOR OPERACIONAL 

Es un amplificador diferencial de muy alta ganancia con alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. Los usos típicos del amplificador operacional son proporcionar cambios en la amplitud del voltaje (amplitud y polaridad), en osciladores, en circuitos de filtrado y en muchos tipos de circuitos de instrumentación.

Fundamentos de Amplificadores Operacionales 

Es un amplificador de muy alta ganancia que tiene una impedancia de entrada muy alta (por lo general de algunos megaohms) y una impedancia de salida baja (de menos de ). El circuito básico se construye utilizando un amplificador diferencial de dos entradas (positiva y negativa) y por lo menos una salida.

Amplificador operacional básico 

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Dicho circuito funciona como un multiplicador de ganancia constante. Se aplica una señal de entrada V1 a través de un resistor R1 a la entrada negativa. La salida se conecta de nuevo a la misma entrada negativa por medio de un resistor Rf. La entrada positiva se conecta a tierra. Como la señal V1 se aplica esencialmente a la entrada negativa, la fase de la salida resultante es la opuesta a la de la señal de entrada.

Ganancia unitaria 

Si Rf = R1, la ganancia es:

de modo que el circuito proporciona una ganancia unitaria de voltaje con una inversión de fase de 180°.  Si Rf es exactamente igual a R1, la ganancia de voltaje es exactamente igual a 1. 

Ganancia de magnitud constante 

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Si Rf es algún múltiplo de R1, la ganancia total del amplificador es una constante. Por ejemplo, si Rf 10R1, entonces:

y el circuito proporciona una ganancia de voltaje de exactamente 10 junto con una inversión de fase de 180° con respecto a la señal de entrada.

Circuitos Prácticos de Amplificadores Operacionales Amplificador inversor 

La salida se obtiene multiplicando la entrada por una ganancia fija o constante establecida por el resistor de entrada y el resistor de realimentación: esta salida también se invierte a partir de la entrada.

Vg. 1: Si el circuito de la figura tiene R1 = 100 KΩ y Rf = 500 KΩ ¿qué voltaje de salida resulta con una entrada de Vi = 2 V?

Amplificador no inversor  Observe que el voltaje a través de R1 es V1 puesto que Vi≈0V. Éste debe ser igual al voltaje de salida, a través de un divisor de voltaje de R1 y Rf, de modo que

Vg. 2: Calcule el voltaje de salida de un amplificador no inversor (como el de la figura, para valores de V1 = 2 V, Rf = 500 KΩ, R1 = 100 KΩ.

Amplificador sumador 

El circuito muestra un circuito de amplificador sumador de tres entradas, el cual permite sumar algebraicamente tres voltajes, cada uno multiplicado por un factor de ganancia constante.

Vg. 3: Calcule el voltaje de salida de un amplificador sumador con amplificador operacional para los siguientes valores de voltajes y resistores. Use Rf = 1 MΩ en todos los casos:

Muchas gracias.