1. Taller De Electrónica
Amplificador Operacional Inversor
Carlos Andrés Ortiz Navarro
Estudiante De Ingeniería Mecatrónica
IV Semestre
Grupo AD.
Universidad Autónoma Del Caribe
Barranquilla, Colombia.
2013

2. 1. INTRODUCCION
El
concepto
original
del
AO
era en los conceptos de diseñó de
(amplificador operacional) procede
circuitos.
del campo de los computadores
Los
analógicos, en los que comenzaron
operacionales
a usarse técnicas operacionales en
componente básico de su tiempo: la
una época tan temprana como en
válvula
los
generalizado
años
40.
El
nombre
de
primeros
amplificadores
usaban
de
vacio.
de
El
los
AOs
el
uso
no
amplificador operacional deriva del
comenzó realmente hasta los años
concepto de un amplificador dc
60, cuando empezaron a aplicarse
(amplificador acoplado en continua)
las técnicas de estado sólido al
con
diseño de circuitos amplificadores
una
ganancia
entrada
diferencial
extremadamente
y
alta,
operacionales,
fabricándose
cuyas características de operación
módulos que realizaban la circuiteria
estaban
los
interna del amplificador operacional
realimentación
mediante el diseño discreto de
determinadas
elementos
de
por
utilizados. Cambiando los tipos y
estado
sólido.
Entonces,
disposición de los elementos de
mediados de los 60, se introdujeron
realimentación,
podían
los
implementarse
diferentes
primeros
a
amplificadores
operacionales de circuito integrado.
operaciones analógicas; en gran
En
medida, las características globales
amplificadores
del circuito estaban determinadas
convirtieron en una herramienta
solo
estándar
por
estos
elementos
de
unos
pocos
de
años
operacionales
diseño,
los
se
abarcando
realimentación. De esta forma, el
aplicaciones mucho más allá del
mismo amplificador era capaz de
ámbito original de los computadores
realizar diversas operaciones, y el
analógicos.
desarrollo
los
Para regular la ganancia se utiliza el
dio
método
gradual
amplificadores
de
operacionales
lugar al surgimiento de una nueva
de
degenerativa:
retroalimentación

3. La ganancia queda dada como:
El amplificador operacional inversor
tiene múltiples usos en los circuitos
analógicos del equipo electrónico.
El factor de retroalimentación:

4. la
2. MARCO TEORICO
respuesta
correcta
es
disponer en primer lugar de los
Si existe un elemento estrella en
conocimientos necesarios para
los
operar
sistemas
electrónicos
con
amplificadores
analógicos ese elemento es sin
operacionales y posteriormente
duda el amplificador operacional.
abordar la teoría clásica de
Con
transistor, por ser esta última
él
señales,
podremos
amplificar
atenuarlas,
filtrarlas,
más compleja.
etc. Los sistemas de control
analógico
encuentran
amplificador
en
EL MODELO IDEAL
un
Un amplificador operacional es
conmutación
un dispositivo electrónico activo
sumamente simple e incluso
siendo capaz de ofrecer una
años atrás fue empleado para el
tensión de salida en función de
diseño
una tensión de entrada. Vamos a
elemento
operacional
el
de
de
computadoras
analógicas (de ahí el nombre de
considerar
operacionales).
exclusivamente el amplificador
El conocimiento a nivel básico
operacional ideal, que aun no
del
existiendo en la vida real, es una
amplificador
operacional
única
proporciona al diseñador una
aproximación
herramienta
perfectamente válida para el
de
valor
incalculable.
Partir
muy
precisa
y
y
análisis de sistemas reales. Un
del
amplificador
amplificador
operacional
operacional sin siquiera conocer
presenta cinco patillas. Dos de
el funcionamiento del transistor
ellas
podría parecer un error. Esta
dispositivo; la primera de ellas
consideración pierde importancia
llamada entrada inversora se
si tenemos en cuenta que en la
halla indicada en los esquemas
actualidad el transistor como
con un signo menos, la otra
componente
denominada
discreto
ha
son
las
entradas
entrada
del
no
quedado relegado a usos muy
inversora se indica mediante un
puntuales,
signo más. Otro de las patillas
siendo
su
coste
similar al de un amplificador
del
amplificador
operacional
operacional. Ante esta situación,
corresponde a la salida del

5. dispositivo mientras que las dos
nivel teórico alcanzar el valor
restantes
la
de la tensión de alimentación,
alimentación requerida por el
en la práctica se aproxima
dispositivo (±Vcc).
pero no puede ser igual ya
Una vez nos hemos familiarizado
que
con las patillas podemos pasar a
saturaciones
indicar las características de un
dispositivo).
corresponden
a
se
producen
en
el
amplificador operacional. Debido
a
que
en
ningún
momento
AMPLIFICADOR INVERSOR
entraremos en el diseño interno
La configuración más sencilla es
del circuito deben ser asumidas.
la inversora. Dada una señal
Recordamos una vez más que
analógica (por ejemplo de audio)
son características teóricas, si
el
bien las reales se aproximan a
constituye el modo más simple
las teóricas:
de amplificar o atenuar la señal
Ancho
de
(podemos
señales
banda
infinito
trabajar
de
con
cualquier
(en
amplificador
el
modificar
ejemplo
el
inversor
propuesto
volumen
de
la
señal).
frecuencia).
Tiempo de conmutación nulo
Ganancia de tensión infinita.
Impedancia
de
entrada
infinita.
Se
Impedancia de salida nula.
Corrientes
de
polarización
nulas.
Tensión de desplazamiento
nula
(si
bien
no
es
estrictamente cierto, diremos
que la diferencia de potencial
entre las entradas inversora y
no inversora nula).
Margen dinámico ±Vcc (la
tensión de salida puede a
comenzará
configuración
más
por
la
adecuada
para nuestros propósitos:
el modo amplificador inversor.
Hemos afirmado anteriormente
que la impedancia de entrada
del dispositivo es infinita, por lo
cual no circulará corriente en el
interior
del
amplificador
operacional y las resistencias R1

6. y R2 estarán dispuestas en
serie.
3.1.2.
3. EQUIPOS
Y
DISPOSITIVOS
UTILIZADOS
Ajuste
a
R1
al
rango
intermedio y ajuste la fuente de
energia a +15V y -15V. Conéctelas
al circuito.
Osciloscopio.
Voltímetro digital.
3.1.3. Balancee su circuito de la
Generador A-F.
sgte
Resistencias
de:
1KΩ,
manera:
(a)
Conecte
el
voltímetro a través de la resistencia
10KΩ, 2.2KΩ
de carga R5. (b) Conecteuan tierra
Protoboard
temporal desde el aldo de la entrada
Potenciómetro de 10KΩ
de R2 al común del circuito. (c)
Amplificador operacional:
Ajuste el potenciómetro de balance
UA741
R1 para indicación cero en el
voltímetro. (d) Desconecte la tierra
4. MONTAJE:
temporal de R2. (e) Desconecte el
3.1 MOSTRAR COMO FUNCIONA
voltímetro.
UN AMPLIFICADOR INVERSOR
CON OPERACIONAL INTEGRADO
3.1.4. Ajuste el generador de AF
Y MEDIR SU CORRIMIENTO DE
para una salida de onda seno a una
FASE
frecuencia de 2 KHz. Conecte la
ENTRE
ENTRADA
Y
SALIDA
salida a la entrada de R2.
3.1.1. Alambre el circuito de la
figura 3.1.1
3.1.5.
Ajuste
los
controles
del
osciloscopio así:
Sincronismo externo a la salida del
generador
T/D 0.1 mS
Fuente a sincronismo externo
Pendiete +
Figura 3.1.1

7. 3.1.6. Con el canal 1 ajuste el
3.2.2. Ajuste la salida del generador
generador para una salida de 1 Vpp.
de AF a 100 mVpp, conéctelo a la
entrada del A.O.
3.1.7. Mida con el osciloscopio la
salida del A.O y registre el voltaje de
3.2.3. Mida y anote el voltaje de
salida. Dibuje la froma de onda de
salida del A.O
salida y entrada.
eo = 1.24 Vpp
eo = 9.2 Vpp
3.2.4.
Calcule
la
ganancia
de
voltaje del A.O utilizando los voltajes
de entrada y salida
Av = eo / ei = 1.24Vpp / 0.068Vpp =
18.2
3.2.5. Calcule la ganancia teórica
del A.O utilizando los valores de
retroalimentación y resistencia de
entrada (R4 y R2).
3.1.8. Desconecte el osciloscopio y
generador de AF
Av = Rf / Ri = R4 / R2 = 10KΩ / 1Ω
= 10
3.2.6. Compare los resultados de
3.2 DETERMINAR EL EFECTO DE
LA
RESISTENCIA
RETROALIMENTACIÓN
DE
EN
LA
3.2.4. y 3.2.5. ¿ Concuerdan los dos
valores de ganancia dentro de la
torelancia de los elementos?
GANANCIA DE UN A.O
Si concuerdan.
3.2.1. Ajuste el osciloscopio así:
T/D= 0.5mS y fuente= canal 1

8. 3.2.7. Calcule la ganancia del
la tolerancia de los componentes del
circuito, si cambia la resistencia de
circuito.
retroalimenteación
de
10KΩ
a
100KΩ
3.2.13. Calcule la nueva ganancia
utilizando los valores medidos de ei
Av = Rf / Ri = R4 / R2 = 100KΩ / 1Ω
y eo
= 100
Av = eo / ei = 1.24Vpp / 0.066Vpp =
3.2.8. Calcule el voltaje de salida si
187.8
Rf es de 100KΩ y ei es de 100
mVpp
3.2.14. Reduzca el voltaje de la
fuente a cero voltios.
eo / ei = - Rf / Ri
eo = ( - Rf / Ri ) ei
eo =10Vpp
3.3 MEDIR LA RESPUESTA EN
FRECUENCIA
Y
DE
UN
MOSTRAR
A.O
3.2.9. Reduzca el voltaje de la
INVERSOR
fuente a cero. Cambia el valor de
EFECTO DE UN CAMBIO DE LA
R4 de 10KΩ a 100KΩ en su circuito
RESISTENCIA
RETROALIMENTACIÓN
3.2.10. Ajuste la fuente a +15V y -
EL
DE
EN
EL
ANCHO DE BANDA
15V. verifique el voltaje de salida del
generador (100mVpp)
3.3.1. Ajuste el voltaje de la fuente
a +15V y -15V. Ajuste el voltaje de
salida del generador de AF a
10mVpp a una frecuencia de 20Hz
3.2.11. Mida el voltaje de salida del
A.O
3.3.2. Con el osciloscopio mida el
voltaje de salida del A.O. Anotelo en
eo = 12.4 Vpp
la tabla frente a la frecuencia de
20Hz en la columna de Rf= 100KΩ
3.2.12. Compare el valor medido
del voltaje contra el calculado en
3.3.3. Repita el proceso del paso
3.2.8. Deben ser iguales dentro de
3.3.2 para cada frecuencia de la

9. tabla.
Para
cada
medición,
cada una de las frecuencias de la
asegúrese que el voltaje de entrada
tabla. Anote los resultados en la
sea de 10mVpp antes de hacer la
columna de Rf=10KΩ. Para cada
medición.
medición, asegúrese que el voltaje
de entrada sea de 100mVpp antes
3.3.4. Desconecte la fuente del
de hacer la medición.
circuito. Cambie la resistencia de
retroalimetación R4 de 100KΩ por
3.3.6. Desconecte la fuente del
uan de 10KΩ
circuito y desármelo
3.3.5. Reajuste el generador de AF
para
un
voltaje
de
salida
de
100mVpp y repita las mediciones
del voltaje de salida del A.O para
VOLTAJE
DE
SALIDA
(Vpp). Rf =
FRECUENCIA 100KΩ
20 Hz
11,6
200 Hz
12,6
2 KHz
12,4
5 KHz
11,6
10 KHz
9,2
15 KHz
7,2
20 KHz
6
25 KHz
4,8
30 KHz
4,1
50 KHz
2,4
70 KHz
1,7
100 KHz
1,2
125 KHz
0,96
150 KHz
0,8
200 KHz
0,8
VOLTAJE
DE
SALIDA
(Vpp). Rf =
10KΩ
1,16
1,24
1,28
1,28
1,22
1,2
1,2
1,2
1,16
1,06
1
0,84
0,74
0,64
0,52
5. INTERROGANTES:
4.1¿Cuál de los siguientes cambios
mejora la respuesta en frecuencia
de un A.O inversor?
a) Aumentar la resistencia de Ri
b) Aumentar la resistencia de Rf
c) Aumentar la resistencia de Rl
d) Aumentar el voltaje de la fuente
de energía
4.2 Si se aumenta el valor de Rl,
¿Qué efecto tiene la ganancia del
A.O?
a) La aumenta
b) Se mantiene constante
c) la disminuye
d) Ninguno de las anteriores

10. 4.3¿Cuál es el valor de ei de un A.O
si Av es de 50 y eo es de 5V?
a) 10 voltios
b) 1 voltio
c) 100miliVoltios
d) 10 miliVoltios
4.4En la pregunta 5.3 si Rf= 50KΩ,
¿Cuál es el valor de Ri?
a) 5000Ω
b) 2500 Ω
c) 10000 Ω
d) 1000 Ω
4.5En las preguntas 5.3 y 5.4, si se
aumenta Rf hasta 100KΩ, ¿Qué
efecto tiene el ancho de la banda?
a) Lo aumenta
b) Lo disminuye
c) Lo mantiene igual
d) Ninguno de los anteriores

11. Estos tres axiomas se han descrito
CONCLUSIONES
Todas las características de los
circuitos que se han descrito, son
importantes, puesto que, son las
bases
para
la
completa
fundamentación de la tecnología de
los
circuitos
amplificadores
Los cinco criterios básicos que
describen al amplificador ideal son
fundamentales, y a partir de estos
se desarrollan los tres principales
de
amplificadores
la
teoría
de
los
operacionales,
los
tensión
de
entrada
diferencial es nula.
No existe flujo de corriente en
ninguno de los terminales de
entrada.
En bucle cerrado, la entrada
(-) será regulada al potencial
de
inversora,
los
conceptos
de
corriente de entrada nula, y de
tensión de entrada diferencial cero,
dan origen a los conceptos de nudo
entrada inversora se mantiene por
realimentación al mismo potencial
que la entrada no inversora a masa.
El funcionamiento esta solamente
determinado por los componentes
conectados
amplificador.
cuales son:
La
variaciones. En la configuración
de suma y tierra virtual, donde la
operacionales.
axiomas
en todos los circuitos básicos y sus
entrada
referencia.
(+)
o
de
externamente
al

12. 5. BIBLIOGRAFIA
(1) Circuitos y señales. Introducción
a los sistemas lineales y de
acoplamiento.
Autor:
Thomas
Rosa. Editorial Reverté.
(2) Microelectronic Circuits. Autores:
Sedra/Smith.
Editorial
University Press.
Oxford