Este documento describe los amplificadores operacionales, incluyendo su historia, estructura, usos y características. Un amplificador operacional es un dispositivo de estado sólido que amplifica la diferencia entre sus dos entradas y puede ser configurado para realizar funciones matemáticas como suma, resta, multiplicación e integración. Internamente, consta de etapas de entrada diferencial, salida diferencial, ganancia intermedia y salida. Los amplificadores operacionales se usan comúnmente en sistemas de control, procesamiento de señales y otros campos

1. UNIDAD IV
AMPLIFICADORES
OPERACIONALES

2. Amplificadores operacionales
• Los amplificadores operacionales,
introducidos oficialmente al mercado a
mediados de la década de 1960, son
dispositivos de estado solido
extremadamente versátiles y fáciles de usar.
• Hay una gran variedad de circuitos
electrónicos, tanto análogos como digitales.

3. Que es un amplificador
operacional
• Un amplificador operacional es,
básicamente un amplificador de voltaje de
muy alta ganancia, que utiliza técnicas de
realimentación para controlar sus
características de desempeño tales como
ganancia, impedancia de entrada, respuesta
de frecuencia entre otras.

4. • El dispositivo posee dos líneas de entrada
(+,-), una línea de salida, dos líneas de
alimentación (+V,-V) y amplifica la
diferencia entre los voltajes de entrada.

5. • siendo Vo el voltaje de salida, Ao la
ganancia de voltaje del dispositivo, V2 el
voltaje aplicado a la entrada positiva (+) o
no inversora y V1 el voltaje aplicado a la
entrada negativa (-) o inversora.

6. Amplificadores operacionales
• Una de las habilidades de un amplificador
operacional es de ser capaz de amplificar,
controlar o generar todo tipo de formas de
onda, sinusoidales y no sinusoidales, sobre
una amplio rango de frecuencias, desde 0Hz
hasta varios mega hertzios.

7. Usos
• Pueden efectuar todo tipo de operaciones
matemáticas con cantidades representadas
por señales, incluyendo la
suma, resta, multiplicación, división, integra
ción y la diferenciación.
• Son muy útiles en sistemas de
control, sistemas de
regulación, procesamiento de
señales, instrumentación, computación
análoga, entre otras.

8. Estructura interna
Los amplificadores operacionales suelen
estar formados por las siguientes etapas:
1. Un etapa amplificadora de entrada
diferencial y salida diferencial.
2. Una segunda etapa de entrada diferencial y
salida asimétrica.
3. Una etapa intermedia.
4. Una etapa de salida.

10. Etapa amplificadora de entrada
diferencial y salida diferencial:
• Define las características de entrada del AO.
Suele ser un AD (Amplificador diferencial)
basado:
1. En transistores bipolares simples o en
montaje Darlington para disminuir las
corrientes de entrada.
2. Transistores FET que aumentan la
impedancia de entrada.

11. 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.

12. Etapa intermedia
• Provee ganancia de potencia y adapta los
niveles de continua.
• Además, limita el ancho de banda total del
amplificador en ciclo abierto que garantiza
su estabilidad. Suele consistir en un
amplificador en emisor común.

13. 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.

14. Configuraciones
“Amplificadores Operacionales”
•
•
•
•
•
•
•
Comparador
Seguidor
No inversor
Sumador inversor
Restador Inversor
Integrador ideal
Derivador ideal

15. Características generales
• El circuito eléctrico equivalente de un
amplificador operacional.
• en este modelo, Vin representa el voltaje
diferencial (V2-V1) aplicado a las entradas;
Rin la impedancia de entrada, Ao la
ganancia de voltaje, Ro la impedancia de
salida y Vo=Ao*Vin el voltaje de salida
resultante.

16. Idealmente, un amplificador
operacional posee las siguientes
propiedades:
1. La ganancia de voltaje es infinita (Ao=∞).
2. La impedancia de entrada es infinita
(Rin=∞).
3. La impedancia de salida es cero (Ro=0).
4. El ancho de banda es infinito (BW=∞).
5. El voltaje de salida (Vo) es cero cuando el
voltaje diferencial de entrada (V2-V1) es
cero.