Este documento presenta los objetivos y contenidos de un tema sobre amplificadores operacionales. Los objetivos incluyen conocer qué es un amplificador operacional, sus modelos, características, limitaciones y aplicaciones tanto en lazo abierto como cerrado. También cubre conceptos como realimentación positiva y negativa, estabilidad, cortocircuito virtual y diferentes configuraciones básicas de circuitos con amplificadores operacionales. El documento contiene varias figuras que ilustran estos conceptos.

1. 07/13/19 1
Tema 5
Amplificadores
operacionales

2. 07/13/19 2
OBJETIVOS
Conocer qué es y para que sirve un A.O
Conocer los diferentes modelos de un A.O.
Conocer las características y limitaciones mas
importantes del A.O.
Conocer el modelo ideal del A.O.
Entender por qué un A.O. en lazo abierto estará
normalmente en saturación positiva o negativa,
incluso en ausencia de señal .
Conocer las diferentes aplicaciones del A.O. en
lazo abierto.

3. 07/13/19 3
OBJETIVOS (CONT)
Establecer las condiciones para la estabilidad de un A.O.
Realimentado. Concepto de realimentación positiva y negativa. .
Establecer las condiciones para que un A.O. funcione
linealmente.
 Conocer y saber analizar configuraciones básicas de
aplicaciones lineales..
Conocer y saber analizar configuraciones básicas con
realimentación positiva: Astables , monoestables y biestables.
Conocer y saber analizar configuraciones básicas de
aplicaciones con el empleo conjunto de diodos y otros elementos
no lineales.
Saber diseñar circuitos de aplicación con A.O.

4. 07/13/19 4
Figura 2.1. Símbolo de circuito para el amplificador operacional.
Entrada no
inversora
Entrada inversora
EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Simbología e identificación de terminales

5. 07/13/19 5
Figura 2.2.
Hambley
MODELOS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL:
EL A.O. IDEAL
Impedancias de entrada en m.c. y en m.d. infinitas
Ganancia en modo diferencial AOL infinita
Ganancia en modo común nula
Impedancia de salida nula
Ancho de banda infinito
Es un amplificador diferencial con las siguientes características:

6. 07/13/19 6
Figura 2.3. Hambley
CONEXIÓN DE LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN
En general, el A.O. utiliza dos
fuentes de alimentación simétricas.
A veces pueden ser asimétricas.
Para ciertas aplicaciones, puede
emplearse una sola fuente de
alimentación

7. 07/13/19 7
MODELOS DEL A.O.
MODELO SPICE ESTÁTICO
La resistencia de entrada en modo común se ha supuesto infinita.
La ganancia en modo común se ha supuesto nula.
Rd = Resistencia de entrada en modo diferencial.
Ad = Ganancia en lazo abierto en modo diferencial
Ro = Resistencia de salida

8. 07/13/19 8
EL A.O. EN LAZO ABIERTO.- APLICACIONES
Figura 12.1. Símbolo de circuito del comparador. Si v1 > v2, entonces vo está
a nivel alto; si v1 < v2, entonces vo está a nivel bajo.

9. 07/13/19 9
EL A.O. EN LAZO ABIERTO (CONT)
Figura 12.2. Características de transferencia de los comparadores ideales.
(a) Niveles de salida simétricos (b) Niveles de salida asimétricos

10. 07/13/19 10
EL A.O. EN LAZO ABIERTO (CONT)
Figura 12.3. Característica de transferencia de un comparador real.
-0,4 -0,2 0,40,2

11. 07/13/19 11
EL A.O. EN LAZO ABIERTO (CONT)
Aplicación: Detector de nivel de tensión
Figura 12.5. La tensión de entrada vin se compara con la tensión de referencia Vr.

12. 07/13/19 12
EL A.O. EN LAZO ABIERTO (CONT)
Problema con el ruido en los comparadores en
lazo abierto
Figura 12.6. El ruido añadido a la señal de entrada puede provocar
transiciones no deseadas en la señal de salida.
Señal con ruido

13. 07/13/19 13
EL A.O. EN LAZO ABIERTO (CONT)
Aplicación: Conversión Analógica digital

14. 07/13/19 14
EL A.O. EN LAZO ABIERTO (CONT)
Aplicación: Moduladores de ancho de pulso
La frecuencia de la portadora debe ser mucho mayor que la de la
moduladora. La señal que se transmite es digital (Dos niveles)

15. 07/13/19 15
LA RESTRICCIÓN DEL PUNTO SUMA
O CORTOCIRCUITO VIRTUAL
Si el A.O. Es ideal y además:
Si se cumplen las condiciones de funcionamiento lineal, entonces:
( ) ( )dOLidOLiiOLo AAvAvvAv ≡=−= 21
Pero en el A.O. Ideal AOL es muy grande (“infinita”) e independiente
de la frecuencia (Anchura de banda infinita). Por tanto: Si la salida
tiene un valor finito y no llega a las tensiones de saturación, se
deberá cumplir que:
2121 0 iiii vvvv ≈⇒≈−
Es decir, se puede decir que las entradas del A.O están
cortocircuitadas virtualmente :“Cortocircuito virtual”

16. 07/13/19 16
LA RESTRICCIÓN DEL PUNTO SUMA
O CORTOCIRCUITO VIRTUAL(CONT)
La condición de la aplicación del principio de
cortocircuito virtual,también llamado “restricción del
punto suma”:
21 ii vv ≈
Está condicionada a que se cumplan las condiciones de
funcionamiento lineal y de respuesta frecuencia del A.O. Es decir:
Trabajar en lazo cerrado y cumpliéndose las condiciones de
estabilidad (Realimentación neta negativa).
Que la salida no se sature por excesiva señal de la entrada.
Que no actúe la protección contra sobre – corriente
Que la frecuencia de la señal de entrada sea muy inferior a la
frecuencia de corte del A.O. en lazo cerrado.
Que la ganancia en continua del A.O. en lazo abierto pueda
considerarse “infinita”

17. 07/13/19 17
CONCEPTO DE REALIMENTACIÓN
La realimentación en un amplificador consiste en
tomar una muestra de la salida y superponerla a la
entrada, modificando por tanto la señal efectiva de
entrada.
Si dicha modificación refuerza la entrada original, la
realimentación se denomina positiva.
Si dicha modificación atenúa la entrada original, la
realimentación se denomina negativa.

18. 07/13/19 18
EFECTOS DE LA REALIMENTACIÓN POSITIVA
La realimentación positiva produce los siguientes efectos:
Aumenta la ganancia efectiva del amplificador
Disminuye la impedancia de entrada
 Disminuye la anchura de banda
 Aumenta el ruido (disminuye la relación señal/ruido)
Puede conducir a inestabilidades y auto-oscilaciones

19. 07/13/19 19
EFECTOS DE LA REALIMENTACIÓN NEGATIVA
La realimentación negativa produce los siguientes efectos:
 Disminuye la ganancia efectiva del amplificador
Disminuye la impedancia de salida
 Aumenta la impedancia de entrada
 Aumenta la anchura de banda
 Disminuye el ruido (aumenta la relación señal/ruido)
Reduce la distorsión no lineal
Mejora la estabilidad del amplificador

20. 07/13/19 20
ESTABILIDAD DE AMPLIFICADORES CON
REALIMENTACIÓN
La figura muestra la estructura general de un amplificador
realimentado
El Amplificador no realimentado entrega una salida xo= A wi
En lugar de usar la señal ws como entrada se genera una señal
wi=ws- wβ f
β

21. 07/13/19 21
ESTABILIDAD DE AMPLIFICADORES
REALIMENTADOS
El amplificador puede ser en general cualquiera de los cuatro
tipos vistos en el tema 1 . En nuestro caso es un amplificador de
tensión. (Fuente de tensión dependiente de tensión).
ws y wf deben por tanto ser obligatoriamente tensiones
La dimensión de depende del tipo de amplificador. En esteβ
caso es adimensional

22. 07/13/19 22
ESTABILIDAD DE LOS AMPLIFICADORES
REALIMENTADOS
En general, A y serán funciones de la frecuencia, lo que aβ
determinada frecuencia provocará que la realimentación en vez
disminuir la señal efectiva, la refuerce.
Puede llegarse incluso que ello provoque auto- oscilaciones en el
circuito, incluso sin señal aplicada.

23. 07/13/19 23
CONDICIÓN DE INESTABILIDAD
Antes de tratar de deducir cual es la función de transferencia de un
sistema en lazo cerrado, es necesario comprobar previamente si es
estable.
Para ello, se deben realizar los pasos siguientes:
(Suponemos que no hay efectos de carga)
1º) Anular las fuentes de señal, teniendo en cuenta en su caso sus
resistencias internas.
2º) Abrir los lazos de realimentación
3º) Estudiar la función de transferencia en lazo abierto:
Diagramas de bode en fase y en módulo.
3.1) Si no existe ninguna frecuencia incluida la frecuencia
cero, (continua) a la cual el desfase es cero, el sistema es
incondicionalmente estable

24. 07/13/19 24
CONDICIÓN DE INESTABILIDAD (cont)
3.1) Si existe alguna frecuencia incluida la frecuencia
cero, (continua) a la cual el desfase es cero, el sistema es
condicionalmente estable:
 Será estable si a la frecuencia a la cual el desfase es
nulo, el módulo de la ganancia es menor que la unidad.
 Será inestable, si a la frecuencia a la cual el desfase
es nulo, el módulo de la ganancia es mayor o igual que la
unidad

25. 07/13/19 25
Figura 2.5. Utilización de la restricción del punto suma en el análisis del amplificador
inversor.
Restricción del
punto suma
Amplificador inversor
1
1
2
R
i
v
R
R
R
A
in
in
iv ==−=

26. 07/13/19 26
Figura 2.6. Amplificador inversor con alta ganancia y con valores de resistencias menos
diferentes que los necesarios para el inversor básico.
Topología alternativa de un A. Inversor
Para conseguir elevadas ganancias con resistencias de valores razonables
1
31
24
1
4
1
2
R
i
v
R
RR
RR
R
R
R
R
v
v
A
i
in
in
in
o
v ==





++−==

27. 07/13/19 27
Topología alternativa de un A. Inversor
Alternativas a su análisis
1
31
24
1
4
1
2
R
i
v
R
RR
RR
R
R
R
R
v
v
A
i
in
in
in
o
v ==





++−==
Sugerencia:
Con el circuito equivalente de la derecha, encontrar el valor de
V-
, y después igualarlo a cero (V+
)

28. 07/13/19 28
Figura 2.7. Amplificador sumador. Véase el Ejercicio 2.1.
Amplificador sumador de dos entradas












+





−= B
B
f
A
A
f
o v
R
R
v
R
R
v
La resistencia de entrada para vA es RA
La resistencia de entrada para vB es RB

29. 07/13/19 29
Figura 2.10. (a) Circuito y formas de ondas del circuito Schmitt-trigger.
REALIMENTACIÓN POSITIVA
Comparador con histéresis o “Schmitt-triger”
Si en la configuración del A.O. como inversor intercambiamos
la entrada inversora por la no inversora, el funcionamiento del
circuito es completamente distinto, ya que ahora no se cumple
la condición de estabilidad, y la salida, incluso en ausencia de
señal, se irá a saturación positiva o saturación negativa.

30. 07/13/19 30
Figura 2.10 (b). Circuito y formas de ondas del circuito Schmitt-trigger.
Formas de onda del comparador con histéresis
Banda de histéresis

31. 07/13/19 31
Figura 2.11. Amplificador no inversor.
Amplificador no inversor
Suponiendo amplificador operacional ideal:
A
∞=+== in
in
o
v R
R
R
v
v
A
1
2
1

32. 07/13/19 32
Figura 2.12. Seguidor de tensión.
Seguidor de Tensión
Haciendo R2 cero y R1 infinito, obtenemos el seguidor de
Tensión.
Aplicaciones: Separación de etapas.

33. 07/13/19 33
Figura 2.15. Circuito para el Ejercicio 2.6.
Topología alternativa de un A. No inversor
Para conseguir elevadas ganancias con resistencias de valores razonables
∞=














+





+= inv R
R
R
R
R
A
2
1
2
1
2
31
(Se propone como ejercicio la demostración)

34. 07/13/19 34
Figura 2.13. Amplificador inversor o no inversor. Véase el Ejercicio 2.4.
Ejemplo de aplicación
Realimentación del A.O. Negativa pos. funcionamiento lineal⇒
Con el interruptor abierto vo=vi . Si está cerrado vo=-vi

35. 07/13/19 35
Amplificador diferencial
En el circuito de la figura, Si v+
=v-
entonces se puede deducir
fácilmente que :






+
−
+
+
= 2
21
2
1
43
4
1
21
v
RR
R
v
RR
R
R
RR
vo

36. 07/13/19 36
Amplificador diferencial (Cont)






+
−
+
+
= 2
21
2
1
43
4
1
21
v
RR
R
v
RR
R
R
RR
vo
Esta topología tiene varios inconvenientes:
Si las resistencias no son de mucha precisión, el A.Diferencial
tendrá respuesta a la señal en modo común.
Para variar la ganancia hay que cambiar las cuatro resistencias o
emplear otro amplificador.
La impedancia de entrada para v2 depende de v1

37. 07/13/19 37
Figura 2.54. Amplificador diferencial de instrumentación.
Segunda
etapa
Primera etapa
Amplificador diferencial de instrumentación

38. 07/13/19 38
Amplificador diferencial de instrumentación: Una alternativa
al análisis del Hambley

39. 07/13/19 39
Amplificador diferencial de instrumentación: Una alternativa
al análisis del Hambley (Cont)
Si hacemos Rf1 aproximadamente igual a Rf2 entonces la tensión
en modo común aplicada a la 2a
etapa se conserva

40. 07/13/19 40
Amplificador diferencial de instrumentación: Una alternativa
al análisis del Hambley (Cont)
Si hacemos Rf1=Rf2 entonces:
La señal en modo común se conserva a la entrada de la 2a
etapa
La señal en modo diferencial se multiplica por una ganancia:






+=
c
f
d
R
R
A 21

41. 07/13/19 41
Amplificador diferencial de instrumentación: Una alternativa
al análisis del Hambley (Cont)






+=
c
f
d
R
R
A 21
Si Rf1=Rf2
El ajuste de la ganancia en modo diferencial se ajusta con Rc
Si R1=R2 , en la 2a
etapa Ad vale 1 y Ac es cero

42. 07/13/19 42
Amplificador diferencial de instrumentación:
Ventajas e inconvenientes
La impedancia para las dos entradas es infinita, o bien puede
adecuarse al valor deseado, colocando la resistencia correspondiente.
El ajuste de la ganancia diferencial puede realizarse con una sola
resistencia.
La necesidad de igualdad de Rf1 y Rf2 no resulta crítica.La igualdad
de R1 y R2 tampoco resulta crítica. Además, en principio, solamente se
necesitaría una valor de resistencia de alta precisión, por ejemplo,
haciendo Rf1=Rf2=R1=R2.
VENTAJAS:
INCONVENIENTES: Únicamente la utilización de tres A. Op.
Actualmente existen muchos C.integrados de Amplificadores diferenciales de
instrumentación. Con diferentes características, como ganancia programable,
etc...

43. 07/13/19 43
Figura 2.20. Si se utilizan resistencias de valores bajos, se precisará una
corriente muy grande y poco práctica.
9Ω
1Ω
Diseño de Amplificadores utilizando A.O.

44. 07/13/19 44
C parásita
Vruido
Figura 2.21. Si se utilizan resistencias de valores muy altos, la capacidad parásita podría hacer
que se acoplaran señales no deseadas en el circuito.
90MΩ
10MΩ
Diseño de A.O. (Cont)

45. 07/13/19 45
Figura 2.22. Para obtener una gran resistencia de entrada de un amplificador inversor con
resistencias moderadas, se conecta en cascada un seguidor de tensión y un inversor.
Diseño de A.O (Cont)

46. 07/13/19 46
Figura 2.23. Amplificador diseñado en el Ejemplo 2.4.
Diseño de un Amplificador sumador

47. 07/13/19 47
DESVIACIONES DE LOS A.O. EN TRABAJO LINEAL.-
EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN
Limitaciones de la ganancia y del ancho de banda
en los A.O. reales.
Impedancia de entrada e impedancia de salida.
Tensiones de saturación.
Limitación de la corriente a la salida .
 Errores en continua: Tensiones de desviación a la
entrada (offset). Corrientes de polarización a la
entrada; Corrientes de desviación.
 Modelo Spice dinámico del A.O.

48. 07/13/19 48
Limitaciones de la ganancia y ancho de banda
(pag 86 Hambley)
décad
a
A0OL=Ganancia en continua del
A.O. en lazo abierto
fBOL=frecuencia de corte del A.O.
en lazo abierto.
fτ= Frecuencia a ganancia unidad.
En lazo abierto la mayor parte de los A.O. La ganancia en modo
diferencial tiene una respuesta muy parecida a la de un filtro
pasabajos de primer orden:

49. 07/13/19 49
Limitaciones de la ganancia y ancho de banda
Relación entre la frecuencia de corte y la frecuencia a ganancia unidad
déca
da
A0OL=Ganancia en continua del A.O. en
lazo abierto
fBOL=frecuencia de corte del A.O. en
lazo abierto.
f fτ = Frecuencia a ganancia unidad.
Para f= fτ la ganancia valdrá 1, de donde
despejaremos la relación
OLBOLoOLBOLo fAfówAw ⋅≅⋅≅ ττ
¡¡¡ Si Ao OL=200.000 y fτ= 1 MHz, entonces fB OL= 5 Hz ¡¡¡

50. 07/13/19 50
Anchura de banda del Amplificador no inversor
Pretendemos encontrar cuanto vale la nueva anchura de banda
del circuito de la figura, o lo que es lo mismo, su frecuencia de
corte.

51. 07/13/19 51
Anchura de banda del Amplificador no inversor
fBOL=frecuencia de corte
del A.O. En lazo abierto.
fτ= Frecuencia a ganancia
unidad.
El circuito de la figura se puede representar mediante el siguiente diagrama de bloques:

52. 07/13/19 52
Anchura de banda del amplificador no inversor(Cont)

53. 07/13/19 53
Anchura de banda del Amplificador no inversor (Cont)
Es inmediato demostrar que:
( ) ( )
( )fA
fA
V
V
fA
OL
OL
s
o
CL
β+
==
1

54. 07/13/19 54
Anchura de banda del Amplificador no inversor (cont)
( ) ( )
( )fA
fA
V
V
fA
OL
OL
s
o
CL
β+
==
1
Además, como:
A0OL=Ganancia en continua del A.O. en lazo abierto
fBOL=frecuencia de corte del A.O. en lazo abierto
( ) ( )
( )
CLB
CLo
f
f
OL
f
f
OL
OL
OL
s
o
CL
f
f
j
A
j
A
j
A
fA
fA
V
V
fA
OLB
OLB
+
=
+
+
+
=
+
==
1
1
1
1
1 0
0
β
β

55. 07/13/19 55
Anchura de banda del Amplificador no inversor (cont)
A0OL=Ganancia en continua del A.O. en lazo abierto
fBOL=frecuencia de corte del A.O. en lazo abierto
( ) ( )
( )
CLB
CLo
f
f
OL
f
f
OL
OL
OL
s
o
CL
f
f
j
A
j
A
j
A
fA
fA
V
V
fA
OLB
OLB
+
=
+
+
+
=
+
==
1
1
1
1
1 0
0
β
β
Donde:






+=≈
+
=
1
2
0
0
0 1
1
1 R
R
A
A
A
OL
OL
CL
ββ
y:
( )OLoOLBCLB Aff β+= 1

56. 07/13/19 56
Anchura de banda del Amplificador no inversor (cont)
A0OL=Ganancia en continua del A.O. en lazo abierto
fBOL=frecuencia de corte del A.O. en lazo abierto






+=≈
+
=
1
2
0
0
0 1
1
1 R
R
A
A
A
OL
OL
CL
ββ
( )OLoOLBCLB Aff β+= 1
A0 CL= Ganancia en continua (a frecuencia cero) en lazo cerrado
fB CL= Frecuencia de corte del amplificador en lazo cerrado
Como fτ es igual a fB OL* Ao OL
CLCLB
CL
CLB Aff
A
f
f 0
0
⋅=⇒≅ τ
τ

57. 07/13/19 57Figure 2.27. Diagramas de Bode para el Ejemplo 2.5.
Ganancia
ACL(f) para β = 0,01
ACL(f) para β = 0,1
ACL(f) para β = 1
Constancia del producto de ganancia por ancho de banda

58. 07/13/19 58
Figura 2.28. Para un amplificador operacional real, se producen recortes si la tensión de
salida alcanza determinados límites.
Recorte
Máxima excursión de la tensión de salida

59. 07/13/19 59
Anchura de banda del amplificador inversor

60. 07/13/19 60
Figura 2.30. Salida del circuito de la Figura 2.29 para RL = 10 kΏ y Vs max = 5 V.
Salida ideal
Salida real
Máxima excursión a la salida
Dependerá de las tensiones de saturación positiva y negativa.
(Algo inferiores a las de alimentación)

61. 07/13/19 61
Máxima excursión a la salida (Cont)
También puede depender de los límites máximo de la
corriente de salida que puede suministrar el el A.O. (IOSC)
El Amplificador operacional pasa entonces a comportarse
como una fuente de corriente constante de valor IOSC.
El amplificador en esta situación deja de comportarse
linealmente, y ya no se cumplirá el principio de
cortocircuito virtual.
En los A.O. reales, los valores de IOSC para corrientes
positivas y negativas suelen ser diferentes.

62. 07/13/19 62
Figura 2.31. Salida del circuito de la Figura 2.29. para RL = 10 kΩ y vs (t) = 2,5 sen (105
πt).
Slew rate
La velocidad de cambio de la tensión está limitada a un valor
máximo, denominado máximo“Slew-Rate” SR, cuya
información suministra el fabricante.Se debe de cumplir que
El SR puede producir fuertes
distorsiones, como se puede
ver en el ejemplo.
El LM741 tiene un SR de
0,5 v/ sμ
SR
td
vd o
≤

63. 07/13/19 63
Figura 2.32. Circuito del Ejercicio 2.15.
100 kΩ
100 kΩ
Vim sen(ωt)
Ancho de banda de potencia
El ancho de banda de potencia ffp se define como el margen de
frecuencia para el cual el A.O. Puede producir una señal se salida
sin distorsiones , con una amplitud de pico igual al máximo
garantizado de la tensión de salida

64. 07/13/19 64
Figura 2.33. Dos fuentes de corriente y una fuente de tensión modelan los errores en
continua de un amplificador operacional.
ERRORES EN CONTINUA:
Tensión offset y Corrientes de polarización

65. 07/13/19 65
Figura 2.34 (a). Circuito del Ejemplo 2.10.
(a) Circuito original

66. 07/13/19 66
Figura 2.34 (b). Circuito del Ejemplo 2.10.
(b) Circuito con vin = 0 que muestra la fuente de
tensión de desviación de entrada
Efecto de la tensión de desviación a la entrada
( )offvoff,o V
R
R
V −





+= 1
1
2

67. 07/13/19 67
Figura 2.34 (c). Circuito del Ejemplo 2.10.
(c) Circuito con las fuentes de corriente de
polarización

68. 07/13/19 68
Figura 2.34 (d). Circuito del Ejemplo 2.10.
(d) Circuito con la fuente de corriente de desviación

69. 07/13/19 69
Figura 2.35. Al añadir la resistencia R al circuito amplificador inversor, se anulan los efectos
de las corrientes de polarización.
Cancelación de los efectos de las corrientes de polarización

70. 07/13/19 70
Figura 2.36. Amplificador no inversor, incluyendo una resistencia R para equilibrar
los efectos de las corrientes de polarización. Véase el Ejercicio 2.17.

71. 07/13/19 71
Figura 2.37. Amplificador no inversor.

72. 07/13/19 72
Figura 2.40. Diagrama de Bode de la ganancia para el circuito de la Figura 2.37.
-20 dB década

73. 07/13/19 73
Figura 2.42. Amplificador no inversor utilizado para comprobar los efectos no lineales.
10 kΩ
Vim sen (2000 πt)
1 kΩ
3 kΩ

74. 07/13/19 74
Figura 2.45. Salida del circuito de la Figura 2.42. Para RL = 10 kΩ y Vim =5 V.
Recorte
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

75. 07/13/19 75
Figura 2.46. Amplificadores de ganancia unidad.
10 kΩ
10 kΩ
(a) No inversor (b) Inversor

76. 07/13/19 76
Figura 2.47. Amplificador inversor.

77. 07/13/19 77
Figura 2.48. Amplificador inversor acoplado en alterna.

78. 07/13/19 78
Figura 2.49. Amplificador sumador.

79. 07/13/19 79
Figura 2.50. Amplificador no inversor. El comportamiento de este circuito se
aproxima al de un amplificador ideal de tensión.

80. 07/13/19 80
Figura 2.51. Amplificador no inversor acoplado en alterna.

81. 07/13/19 81
Figura 2.52. Seguidor de tensión acoplado en alterna con resistencias de
polarización en montaje bootstrap.

82. 07/13/19 82
Figura 2.55. Convertidor de tensión a corriente (amplificador de transconductancia).
Carga
Convertidor tensión-corriente
Inconveniente: La carga es flotante. (No tiene un terminal a masa)

83. 07/13/19 83
Figura 2.56. Convertidor de tensión a corriente con la carga contectada
a masa (circuito Howland).
Carga
Nota:
Convertidor tensión-corriente con carga a masa

84. 07/13/19 84
Figura 2.57. Convertidor de corriente a tensión (amplificador de transresistencia).
Convertidor corriente-tensión

85. 07/13/19 85
Figura 2.58. Amplificador de corriente.
Amplificador de corriente

86. 07/13/19 86
Figura 2.59. Amplificador de ganancia variable. Véase el Ejercicio 2.21.

87. 07/13/19 87
Figura 2.60. Integrador.
Interruptor de inicio
Integrador

88. 07/13/19 88
Figura 2.61. Onda cuadrada de entrada para el Ejercicio 2.24.

89. 07/13/19 89
Figura 2.62. Respuesta del Ejercicio 2.24 (a).

90. 07/13/19 90
Figura 2.63. Diferenciador.
Derivador

91. 07/13/19 91
Figura 2.64 (a). Diagramas de Bode comparativos.
-20 dB/década
(a) Integrador

92. 07/13/19 92
Figura 2.64 (b). Diagramas de Bode comparativos.
(b) Derivador
+20 dB/década

93. 07/13/19 93
(c) Ganancia en bucle abierto de un amplificador
operacional típico.
Figura 2.64 (c). Diagramas de Bode comparativos.
-20 dB/década

94. 07/13/19 94
E s c rib a a q u í e l n o m b re
E s c rib a a q u í e l c a r g o
E s c rib a a q u í e l n o m b re
E s c rib a a q u í e l c a r g o
E s c rib a a q u í e l n o m b re
E s c rib a a q u í e l c a r g o
E s c rib a a q u í e l n o m b re
E s c rib a a q u í e l c a r g o
D IA G R A M A E S Q U E M Á T IC O C O N C E P T U A L D E L O S A M P L IF IC A D O R E S O P E R A C IO N A L E S
R e a lim e n t a c ió n
n e t a p o s it iv a
R e a lim e n t a c ió n
n e t a n e g a t iv a
R e d d e re a lim e n ta c ió n
p u r a m e n te r e s is t iv a
R e d d e re a lim e n ta c ió n
q u e c o n t ie n e e le m e n t o s
a lm a c e n a d o re s d e e n e r g ía
( E n a lg u n a s o c a s io n e s e l A . O .
n o f u n c io n a lin e a lm e n t e )
G a n a n c ia e n m o d o d if e r e n c ia l in f in it a
in d e p e n d ie n t e d e la f r e c u e n c ia
G a n a n c ia e n m o d o c o m ú n n u la
O lo q u e e s lo m is m o
r e a liz a r e l a n á lis is s u p o n ie n d o q u e :
v + = v -
i+ = i- = 0
S i s e c u m p le n la s c o n d ic io n e s
d e f u n c io n a m ie n t o lin e a l
s e p u e d e a p lic a r e l p r ic ip io d e
" r e s t r ic c ió n d e l p u n t o s u m a "
R e s is t e n c ia s d e e n t r a d a in f in it a s
R e s is t e n c ia d e s a lid a n u la
M O D E L O I D E A L
( E n la z o a b ie r t o )
G A N A N C I A E N M O D O D I F E R E N C I A L F I N I T A
Y D E P E N D I E N T E D E L A F R E C U E N C I A
( F t y F b )
G A N A N C IA E N M O D O C O M U N
D I S T I N T A D E C E R O
( R .R . M . C . )
I M P . D E E N T R A D A E N M O D O D I F E R E N C I A L F I N IT A
I M P . D E E N T R A D A E N M O D O C O M Ú N F I N I T A
C O R R IE N T E S D E P O L A R I Z A C I Ó N ( I B I A S )
C O R R I E N T E D E D E S V I A C I Ó N ( I O S C )
T E N S I Ó N D E D E S V I A C I Ó N A L A E N T R A D A
T E N S IO N E S D E S A T U R A C I Ó N
C O R R I E N T E D E S A T U R A C I Ó N
A M P . N O I N V E R O R
S E G U I D O R D E T E N S I Ó N
A M P . IN V E R S O R
S U B S T R A C T O R
A M P L I F I C A D O R D I F E R E N C IA L
A M P . D E I N S T R U M E N T A C IÓ N
F I L T R O S A C T IV O S P A S A B A J O S
F I L T R O S A C T IV O S P A S A A L T O S
F I L T R O S A C T IV O S P A S A B A N D A
A M P L I F I C A D O R E S
Y
F I L T R O S A C T I V O S
C O N V . T E N S I Ó N - C O R R IE N T E
C O N V . C O R R I E N T E - T E N S I Ó N
C O N V E R T I D O R E S I N T E G R A D O R I N V E R S O R
I N T E G R A D O R N O I N V E R S O R
D E R I V A D O R
R e c tific a d o r d e p r e c is ió n
d e m e d ia o n d a
R e c tific a c ió n d e p r e c is ió n
d e d o b le o n d a
A m p lif ic a d o r lo g a r í t m ic o
A m p lif ic a d o r a n tilo g a r ím ic o
M u lt ip lic a d o r a n a ló g ic o
A P L I C A C I O N E S C O N D I O D O S
( N o r m a lm e n t e C . I .)
A P L I C A C I O N E S D E L O S A . O .
F U N C I O N A N D O
L I N E A L M E N T E
S L E W R A T E
( M Á X I M A R A P I D E Z D E R E S P U E S T A )
M O D E L O S R E A L E S
A p a r e c e n e f e c t o s d e s e g u n d o o r d e n
c o m o s o n :
M O D E L O S
D E T E C T O R E S D E C R U C E P O R C E R O
D E T E C T O R E S D E N IV E L D E T E N S IÓ N
C O M P A R A D O R E S D E V E N T A N A
C O N V E R S I Ó N A N A L Ó G - D I G I T A L
M O D U L A C I Ó N P W M
A P L I C A C I O N E S :
E N
L A Z O A B I E R T O
L A S A L I D A E S T A R Á E N S A T U R A C I Ó N
P O S I T I V A O N E G A T I V A
E N L A Z O A B I E R T O
( S I N R E A L I M E N T A C I Ó N )
E S T A B IL ID A D
IN C O N D IC IO N A L
N o e x is te n in g u n a f r e c u e n c ia
q u e c u m p la
la c o n d ic ió n d e f a s e
( in c lu id a f r e c u e n c ia c e r o )
E s t a b ilid a d
I m p lic a r á
p o s ib ilid a d d e
F t o .. L in e a l
C o m p a r a d o r e s
c o n
h is t é r e s is
( b ie s t a b le s )
M o n o e s t a b le s
( t e m p o r iz a d .)
A s ta lb le s
( O s c ila d o e s
d e o n d a
c u a d r a d a )
S i f o e s 0 :
A p l i c a c i o n e s :
S i f o d is t in t a
c e r o
O s c . S e n o id .
in e s t a b ilid a d
im p lic a r á
a u t o - o s c ila c ió n
a la fr e c u e n c ia f o
E s t a b ilid a d c o n d i c io n a l
a q u e la g a n a n c ia a e s a f r e c u e n c ia
s e a m e n o r q u e la u n id a d
E x is t e u n a f r e c u e n c ia f o
q u e c u m p le
la c o n d ic ió n d e f a s e
( I n c lu id a la f r e c u e n c ia c e r o )
A N A L IS I S D E L A E S T A B IL I D A D
C O N D I C I Ó N D E F A S E Y C O N D I C I Ó N D E M Ó D U L O
( F u n c ió n d e t r a n s f . e n L . A b ie r t o )
E N L A Z O C E R R A D O
( C O N R E A L I M E N T A C I Ó N )
M O D O D E F U N C I O N A M I E N T O
A M P L IF I C A D O R O P E R A C I O N A L