República Bolivariana de Venezuela Ministerio de poder popular para la educación Valencia-Edo-Carabobo IUTEPI EVERITH ARIAS COD 194634 ELECTRONICA 2 VALENCIA, 28 NOVIEMBRE DEL 2020 INTRODUCCION El amplificador operacional (AOP) es un circuito cuya popularidad y utilización ha crecido de una manera vertiginosa en los últimos años gracias a la gran cantidad de operaciones en las que puede ser utilizado, en electrónica analógica, prácticamente en todas, y en electrónica digital en bastantes. Gran parte de esta popularidad hay que agradecerla a la aparición de la integración de semiconductores, con la cual este circuito está hoy en día disponible en forma de pequeños circuitos integrados de bajo precio, considerándolo como un componente electrónico más. Pueden efectuar todo tipo de operaciones matemáticas con cantidades representadas por señales, incluyendo la suma, resta, multiplicación, división, integración y la diferenciación. AMPLIFICADOR OPERACIONAL Un AOP es un dispositivo electrónico de alta ganancia siendo capaz de ofrecer una tensión de salida en función de una tensión de entrada, a la que se le dota de etapas adicionales para conseguir una salida variable entre los valores positivo y negativo de alimentación. La propiedad fundamental de un amplificador diferencial es la de amplificar la diferencia de las tensiones aplicadas a los terminales de entrada VP y VN, los cuales se llaman no inversor e inversor respectivamente. Un amplificador operacional presenta cinco patillas, dos de ellas son las entradas del dispositivo, la primera de ellas llamada entrada inversora (VN), la otra denominada entrada no inversora (VN). Otra de las patillas del amplificador operacional corresponde a la salida del dispositivo (Vo) mientras que las dos patillas restantes corresponden a la alimentación requerida por el dispositivo (VCC y VEE, VCC será la alimentación positiva y VEE será la alimentación negativa). En realidad, los AOP’s poseen al menos ocho terminales, cinco de los cuales son los definidos anteriormente, dos terminales más que se denominan ajuste centrado, que se utiliza para ajustar la tensión de salida ya que por no ser idénticas las entradas produce un desequilibrio interno y con este potenciómetro podemos ajustar esta señal de error a la salida, a este error se le denomina tensión de offset, y por último existe otra patilla que no tiene utilidad. Estructura Interna del Amplificador Operacional. Los amplificadores operacionales suelen estar formados por las siguientes etapas: Una etapa amplificadora de entrada diferencial y salida diferencial: Define las características de entrada del AO. Suele ser un AD (Amplificador diferencial) basado: En transistores bipolares simples o en montaje Darlington para disminuir las corrientes de entrada. Transistores FET que aumentan la impedancia de entrada. Una segunda etapa de entrada diferencial y salida asimétrica: Aumenta la ganancia diferencial y adapta los niveles de continua para acoplar la salida a la siguiente etapa. Una etapa intermedia: Provee ganancia de potencia y adapta los niveles de continua. Además, limita el ancho de banda total del amplificador en bucle abierto que garantiza su estabilidad. Suele consistir en un amplificador en emisor común. Una etapa de salida: Suele ser un amplificador de corriente que disminuye la impedancia de salida para poder alimentar cargas relativamente bajas con protección contra sobre-corriente. Configuraciones básicas del AOP Realimentación negativa y positiva En el circuito de la Figura 1 se observa un detalle importante, la señal correctora, que procede de la señal de salida del amplificador operacional, se resta a la señal de entrada del dispositivo. Suponiendo que la señal de error tiende a contrarrestar la procedente del amplificador operacional, si la salida de éste es muy grande, la señal de error se hace negativa y la corriente se estabiliza. Esta técnica recibe el nombre de realimentación negativa, ya que la información procedente de la salida se resta a la entrada, y es útil para situaciones en las que es necesario controlar el crecimiento de una señal. FIGURA 1 Otra posibilidad consiste en sumar la señal obtenida a la señal de error en vez de restarla, lo que se consigue con un pequeño cambio tal y como se muestra en la Figura 1. La realimentación que se emplea en este dispositivo es ahora realimentación positiva, y no es demasiado útil en aparatos ideales. Lo que ocurre con la señal de salida es que cada vez va creciendo más y más, ya que el lazo de realimentación tiende a hacer que E crezca sin control, la aparición de una señal en la salida hace que se sume un cierto factor a la entrada debido al segundo amplificador, lo que incrementa el nivel de la señal de salida, lo que a su vez vuelve a hacer mayor el valor de E, cerrándose así un círculo que lleva a infinito el nivel medido en y. FIGURA 2 Amplificador inversor Es el modo de configuración más importante en los circuitos con amplificadores operacionales, denominado inversor por estar desfasada la señal de salida 180° con relación a la de entrada, característica fundamental de este circuito. El circuito de la Figura 3 representa el esquema de un amplificador inversor típico que nos servirá para observar el efecto de la impedancia Z2 de realimentación sobre el comportamiento del amplificador operacional. FIGURA 3 Amplificador no inversor Este circuito presenta como característica más destacable su capacidad para mantener la fase de la señal, en el apartado anterior veíamos como al conectar el terminal VP a masa e introducir la señal de entrada por el terminal VN, la señal de salida Vo estaba invertida respecto a la entrada. Si por el contrario, se invierten las funciones de los terminales de entrada, el resultado es un amplificador no inversor, cuyo circuito básico es el mostrado en la Figura 4. Para analizar este circuito utilizaremos la misma metodología y razonamiento del circuito amplificador inversor. FIGURA 4 CONCLUCION De todas estas prácticas podemos sacar la conclusión que son necesarias para el buen entendimiento de las clases teóricas. Toda parte teórica debe ser apoyada por una parte práctica en la que podamos visualizar los efectos aprendidos en teoría. Estas prácticas están realizadas con el propósito de que el alumno comparta experiencias y conocimientos en el diseño e implementación de circuitos electrónicos, como también en el tipo de análisis a utilizar. La teoría es una parte importante para el desarrollo de estas prácticas, es por ello que en las diferentes prácticas a realizar se encuentra una parte teórica para después poder hacer la parte práctica, teniendo así una base mínima o unos mínimos conocimientos de qué se está haciendo o qué se va a hacer. Gracias a las dos partes, tanto teoría como práctica, la realización de estas prácticas no debe de ser ningún impedimento para el alumno. Hay miles de formas para poder hacer unas prácticas e intentar que el alumno comprenda lo que está haciendo y la finalidad del mismo, por ello he intentado que estas prácticas no sean aburridas para el alumno y que a la hora de montarlas sean intuitivas y atractivas, es decir, que al alumno no le de ningún tipo de pereza hacer los montajes prácticos y compararlos con los resultados teóricos. Otra cosa importante es la duración de las prácticas, se ha intentado aprovechar el máximo tiempo del que dispondrán los alumnos para realizarlas y que entre dentro de esos márgenes. BIBLIOGRAFIA Robert Boylestad & Louis Nashelsky, “Teoría de circuitos de electrónica”, Prentice Hill, 1992 Agustín Castejón y Germán Santamaría, “Tecnología eléctrica”, Mc Graw Hill, 1993 Jesús Pareja, Aurelio Muñoz y Carlos Angulo, Semiconductores avanzados”, Mc Graw Hill, 1990 Publicación docente UPC, “Prácticas de análisis de circuitos”, UPC Ángel Zetina, “Electrónica Básica”, Limusa, 2004 Gustavo A. Ruiz, “Electrónica básica para ingenieros”, 2001 http://www.electronicafacil.net http://www.wikipedia.es
