Fundamentos Físicos y Tecnológicos de los Amplificadores Operacionales, Apuntes de Física

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FÍSICA (UGR)

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS BÁSICOS

CARTUJO CASINELLO, PEDRO 15-

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Tema 6.

Circuitos electrónicos básicos

6.1. El amplificador^ 6.1. El

amplificador operacional

operacional:

: Aplicaciones

Aplicaciones

• Configuración inversora• Configuración no inversora• Sumador• Derivador• Integrador• Comparador

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

6.1. El amplificador operacional.

El Amplificador Operacional (AOP) es una amplificador degran ganancia, utilizado para realizar operaciones lineales yno lineales sin más que cambiar los elementos externos talescomo resistencias, condensadores, diodos, etc.Circuito integrado básico:

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Esquema del Amplificador Operacional 741

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Chip

El operacional está compuesto por muchos transistoresTrabajaremos con un chip, por ejemplo el

A

μ

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Cuando el comportamiento del AOP es lineal, se puede sustituirpor el siguiente modelo lineal:Resistencia de entrada

Fuente de tensión

Resistencia de salida

Modelo lineal del amplificador operacional

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Aproximación ideal del amplificador operacional

• Los límites de saturación son los voltajes de alimentación (V

pos y

V

neg

)

• A

v^

muy alta

=>

A

v^

→ ∞

• R

i^ muy alta

=>

R

i^

→ ∞

V

= V

• • R

o

muy baja =>

R

o

→

0

V

o^

= A

(Vv

V-

-^ )

Valor finito

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Realimentación Se establece una conexión entre la entrada y la salida.Hay dos tipos de realimentación:^ Negativa

Positiva

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Configuración inversora

2

1

R

V

V

R

V

V

o

i^

−

−

0

=

−

V

V

Leyes de Kirchoff:Condiciones ideales:

2 1 R^ R

V V

o^ i

−

Función de transferencia:

FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLOGICOS

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

(

)

A

t

sen A

V

i

2

1

R

R

V

o V

i

A

-A

t

Ejemplo 2:

(

)

A

t

sen A

V

i

1

2

R

R

V

o V

i

A

-A

t

+V

cc -V

cc

saturación

Ejemplo 1:

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

(^

)

A

t

sen A

V

i

1

2

R

R

(^

)

A

t

sen A

V

i

1

2

R

R

saturación

V

o V

i

A

-A

t

Ejemplo 1: Ejemplo 2:

V

o V

i

A

-A

t

+V

cc -V

cc

saturación

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Sumador inversor

F

o

R

V

V

R

V

V

R

V

V

−

=

−

−

−

−

−

2

2

1

1

0

=

−^

V

V

2 2

1 1

V^ R

V R

R

V

F

o

Leyes de Kirchoff:^ Condiciones ideales:

2

1

2

1

V V V R R R

o

F

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

Derivador

( )

( )

dt

t

dV

C

t

i^

i

c^

( )

( ) dt

t

dV

RC

t

V

i

o^

−

0

=

−^

V

V

Condiciones ideales:

La señal de salida es la derivadade la señal de entrada

( )

( ) s

RCsV

s

V

I

o^

−

En el dominio de la frecuencia

FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLOGICOS

(FFT)

Grado en Ingeniería Informática

t

V

o V

i

triangular

señal V

i

Ejemplo 1:

t

RC

V

t

sen

V

i o

ω

ω ω

cos

− = =

Ejemplo 2:

V

o V

i

t

ω

RC

ω

RC −

2 π