Aplicaciones de amplificador operacional

Este artículo ilustra algunas aplicaciones típicas de amplificadores operacionales . El circuito equivalente de un amplificador operacional no ideal tiene una impedancia de entrada finita, una impedancia de salida distinta de cero y una ganancia finita. Un amplificador operacional real tiene una serie de características no ideales, como se muestra en el diagrama, pero aquí se utiliza una notación esquemática simplificada y muchos detalles, como la selección de dispositivos y las conexiones de la fuente de alimentación, no se muestran. Los amplificadores operacionales están optimizados para su uso con retroalimentación negativa y este artículo analiza únicamente las aplicaciones de retroalimentación negativa. Cuando se requiere retroalimentación positiva, un comparador suele ser más apropiado. Consulte Aplicaciones comparadoras para obtener más información.

Consideraciones prácticas

Requisitos de parámetros de amplificadores operacionales

Para que un dispositivo en particular pueda utilizarse en una aplicación, debe cumplir ciertos requisitos. El amplificador operacional debe

• tener una gran ganancia de señal de bucle abierto (en los primeros ejemplos de circuitos integrados se obtiene una ganancia de voltaje de 200.000), y
• tienen una impedancia de entrada grande con respecto a los valores presentes en la red de retroalimentación.

Una vez satisfechos estos requisitos, el amplificador operacional se considera ideal y se puede utilizar el método de tierra virtual para captar rápida e intuitivamente el "comportamiento" de cualquiera de los circuitos del amplificador operacional a continuación.

Especificación de componentes

Las resistencias utilizadas en circuitos prácticos de amplificador operacional de estado sólido suelen estar en el rango de kΩ. Las resistencias mucho mayores que 1 MΩ causan un ruido térmico excesivo y hacen que el funcionamiento del circuito sea susceptible a errores significativos debido a corrientes de polarización o de fuga.

Corrientes de polarización de entrada y compensación de entrada.

Los amplificadores operacionales prácticos extraen una pequeña corriente de cada una de sus entradas debido a requisitos de polarización (en el caso de entradas basadas en transistores de unión bipolar) o fugas (en el caso de entradas basadas en MOSFET).

Estas corrientes fluyen a través de las resistencias conectadas a las entradas y producen pequeñas caídas de voltaje a través de esas resistencias. Un diseño apropiado de la red de retroalimentación puede aliviar los problemas asociados con las corrientes de polarización de entrada y la ganancia en modo común, como se explica a continuación. La regla heurística es garantizar que la impedancia "mirando hacia afuera" de cada terminal de entrada sea idéntica.

En la medida en que las corrientes de polarización de entrada no coincidan, habrá presente un voltaje de compensación de entrada efectivo , lo que puede provocar problemas en el rendimiento del circuito. Muchas ofertas comerciales de amplificadores operacionales proporcionan un método para sintonizar el amplificador operacional para equilibrar las entradas (por ejemplo, pines de "compensación nula" o "equilibrio" que pueden interactuar con una fuente de voltaje externa conectada a un potenciómetro). Alternativamente, se puede agregar un voltaje externo sintonizable a una de las entradas para equilibrar el efecto de compensación. En los casos en que un diseño requiere que una entrada se cortocircuite a tierra, ese cortocircuito se puede reemplazar con una resistencia variable que se puede ajustar para mitigar el problema de compensación.

Los amplificadores operacionales que utilizan etapas de entrada basadas en MOSFET tienen corrientes de fuga de entrada que, en muchos diseños, serán insignificantes.

Efectos de la fuente de alimentación

Aunque las fuentes de alimentación no están indicadas en los diseños de amplificadores operacionales (simplificados) que aparecen a continuación, están presentes y pueden ser fundamentales en el diseño de circuitos de amplificadores operacionales.

Ruido de suministro

Las imperfecciones de la fuente de alimentación (p. ej., ondulación de la señal de alimentación, impedancia de la fuente distinta de cero) pueden provocar desviaciones notables del comportamiento ideal del amplificador operacional. Por ejemplo, los amplificadores operacionales tienen una relación de rechazo de la fuente de alimentación específica que indica qué tan bien la salida puede rechazar las señales que aparecen en las entradas de la fuente de alimentación. Las entradas de la fuente de alimentación suelen ser ruidosas en diseños grandes porque la fuente de alimentación es utilizada por casi todos los componentes del diseño y los efectos de la inductancia impiden que la corriente se entregue instantáneamente a todos los componentes a la vez. Como consecuencia, cuando un componente requiere grandes inyecciones de corriente (por ejemplo, un componente digital que cambia con frecuencia de un estado a otro), los componentes cercanos pueden experimentar flacidez en su conexión a la fuente de alimentación. Este problema se puede mitigar con el uso adecuado de condensadores de derivación conectados entre cada pin de fuente de alimentación y tierra. Cuando un componente requiere ráfagas de corriente, el componente puede evitar la fuente de alimentación recibiendo la corriente directamente del condensador cercano (que luego la fuente de alimentación recarga lentamente).

Uso de corrientes de suministro de energía en la ruta de la señal.

Además, la corriente consumida hacia el amplificador operacional desde la fuente de alimentación se puede utilizar como entrada a circuitos externos que aumentan las capacidades del amplificador operacional. Por ejemplo, un amplificador operacional puede no ser adecuado para una aplicación particular de alta ganancia porque se requeriría que su salida genere señales fuera del rango seguro generado por el amplificador. En este caso, un amplificador push-pull externo puede controlarse mediante la corriente que entra y sale del amplificador operacional. Por lo tanto, el amplificador operacional puede funcionar dentro de los límites especificados de fábrica y al mismo tiempo permitir que la ruta de retroalimentación negativa incluya una gran señal de salida muy fuera de esos límites. ^[1]

Amplificadores

El primer ejemplo es el amplificador diferencial, del cual se pueden derivar muchas de las otras aplicaciones, incluido el amplificador inversor, no inversor y sumador , el seguidor de voltaje, el integrador, el diferenciador y el girador.

Amplificador diferencial (amplificador diferencial)

Amplifica la diferencia de voltaje entre sus entradas.

El nombre "amplificador diferencial" no debe confundirse con el "diferenciador", que también se muestra en esta página.

El "amplificador de instrumentación", que también se muestra en esta página, es una modificación del amplificador diferencial que también proporciona una alta impedancia de entrada .

El circuito que se muestra calcula la diferencia de dos voltajes, multiplicada por algún factor de ganancia. El voltaje de salida

${\displaystyle V_{\text{out}}={\frac {\left(R_{\text{f}}+R_{1}\right)R_{\text{g}}}{\left(R_{\text{g}}+R_{2}\right)R_{1}}}V_{2}-{\frac {R_{\text{f}}}{R_{1}}}V_{1}=\left({\frac {R_{1}+R_{\text{f}}}{R_{1}}}\right)\cdot \left({\frac {R_{\text{g}}}{R_{\text{g}}+R_{2}}}\right)V_{2}-{\frac {R_{\text{f}}}{R_{1}}}V_{1}.}$

O, expresado como una función de la entrada de modo común V _com y la entrada de diferencia V _dif :

${\displaystyle V_{\text{com}}=(V_{1}+V_{2})/2;V_{\text{dif}}=V_{2}-V_{1},}$

el voltaje de salida es

${\displaystyle V_{\text{out}}{\frac {R_{1}}{R_{\text{f}}}}=V_{\text{com}}{\frac {R_{1}/R_{\text{f}}-R_{2}/R_{\text{g}}}{1+R_{2}/R_{\text{g}}}}+V_{\text{dif}}{\frac {1+(R_{2}/R_{\text{g}}+R_{1}/R_{\text{f}})/2}{1+R_{2}/R_{\text{g}}}}.}$

Para que este circuito produzca una señal proporcional a la diferencia de voltaje de los terminales de entrada, el coeficiente del término V _com (la ganancia en modo común) debe ser cero, o

${\displaystyle R_{1}/R_{\text{f}}=R_{2}/R_{\text{g}}.}$

Con esta restricción ^{[nb 1]} implementada, la relación de rechazo en modo común de este circuito es infinitamente grande y la salida

${\displaystyle V_{\text{out}}={\frac {R_{\text{f}}}{R_{1}}}V_{\text{dif}}={\frac {R_{\text{f}}}{R_{1}}}\left(V_{2}-V_{1}\right),}$

donde la expresión simple R _f / R ₁ representa la ganancia en bucle cerrado del amplificador diferencial.

El caso especial en el que la ganancia en bucle cerrado es la unidad es un seguidor diferencial, con

${\displaystyle V_{\text{out}}=V_{2}-V_{1}.}$

amplificador inversor

Un amplificador inversor es un caso especial del amplificador diferencial en el que la entrada no inversora V ₂ de ese circuito está conectada a tierra y la entrada inversora V ₁ se identifica con V _arriba . La ganancia de circuito cerrado es R _f / R _in , por lo tanto

${\displaystyle V_{\text{out}}=-{\frac {R_{\text{f}}}{R_{\text{in}}}}V_{\text{in}}\!\,}$.

El circuito simplificado anterior es como el amplificador diferencial en el límite de R ₂ y R _g muy pequeño. Sin embargo, en este caso, el circuito será susceptible a la deriva de la corriente de polarización de entrada debido a la falta de _{coincidencia entre} Rf y Rin .

Para ver intuitivamente la ecuación de ganancia anterior, calcule la corriente en R _en :

${\displaystyle i_{\text{in}}={\frac {V_{\text{in}}}{R_{\text{in}}}}}$

entonces recordemos que esta misma corriente debe pasar por R _f , por lo tanto (porque V ₋ = V ₊ = 0):

${\displaystyle V_{\text{out}}=-i_{\text{in}}R_{\text{f}}=-V_{\text{in}}{\frac {R_{\text{f}}}{R_{\text{in}}}}}$

Una analogía mecánica es un balancín, con el nodo V _{− (entre} R _in y R _f ) como punto de apoyo, en el potencial de tierra. V _in está a una longitud R _in desde el punto de apoyo; V _out tiene una longitud R _f . Cuando V _in desciende "bajo tierra", la salida V _out aumenta proporcionalmente para equilibrar el balancín y viceversa . ^[2]

Como la entrada negativa del amplificador operacional actúa como tierra virtual, la impedancia de entrada de este circuito es igual a R _in .

Amplificador no inversor

Un amplificador no inversor es un caso especial del amplificador diferencial en el que la entrada inversora V ₁ de ese circuito está conectada a tierra y la entrada no inversora V ₂ se identifica con V _arriba , con R ₁ ≫ R ₂ . Refiriéndose al circuito inmediatamente anterior,

${\displaystyle V_{\text{out}}=\left(1+{\frac {R_{\text{2}}}{R_{\text{1}}}}\right)V_{\text{in}}\!\,}$.

Para ver intuitivamente esta ecuación de ganancia, utilice la técnica de tierra virtual para calcular la corriente en la resistencia R ₁ :

${\displaystyle i_{1}={\frac {V_{\text{in}}}{R_{1}}}\,,}$

entonces recordemos que esta misma corriente debe pasar por R ₂ , por lo tanto:

${\displaystyle V_{\text{out}}=V_{\text{in}}+i_{1}R_{2}=V_{\text{in}}\left(1+{\frac {R_{2}}{R_{1}}}\right)}$

A diferencia del amplificador inversor, un amplificador no inversor no puede tener una ganancia inferior a 1.

Una analogía mecánica es una palanca de clase 2 , con un terminal de R ₁ como punto de apoyo, en potencial de tierra. V _in está a una longitud R ₁ desde el fulcro; V _out se encuentra a una longitud R ₂ más adelante. Cuando V _in asciende "sobre el suelo", la salida V _out se eleva proporcionalmente con la palanca.

La impedancia de entrada del amplificador no inversor simplificado es alta:

${\displaystyle Z_{\text{in}}=(1+A_{\text{OL}}B)Z_{\text{dif}}}$

donde Z _dif es la impedancia de entrada del amplificador operacional a señales diferenciales, y A _OL es la ganancia de voltaje de bucle abierto del amplificador operacional (que varía con la frecuencia), y B es el factor de retroalimentación (la fracción de la señal de salida que vuelve a la entrada). ^[3] _[ ^4] En el caso del amplificador operacional ideal, con AOL infinito y Z _dif infinito, la impedancia de entrada también es infinita. Sin embargo, en este caso, el circuito será susceptible a la deriva de la corriente de polarización de entrada debido a la falta de coincidencia entre las impedancias que impulsan las entradas del amplificador operacional V ₊ y V _{- .}

De manera similar, el circuito de retroalimentación disminuye la impedancia de salida:

${\displaystyle Z_{\text{out}}={\frac {Z_{\text{OL}}}{1+A_{\text{OL}}B}}}$

donde Z _out es la impedancia de salida con retroalimentación y Z _OL es la impedancia de salida en lazo abierto. ^[4]

Seguidor de voltaje (amplificador buffer unitario)

Se utiliza como amplificador de búfer para eliminar efectos de carga (por ejemplo, conectar un dispositivo con una impedancia de fuente alta a un dispositivo con una impedancia de entrada baja ).

${\displaystyle V_{\text{out}}=V_{\text{in}}\!}$

${\displaystyle Z_{\text{in}}=\infty }$(de manera realista, la impedancia de entrada diferencial del propio amplificador operacional (1 MΩ a 1 TΩ), multiplicada por la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional)

Debido a la fuerte retroalimentación (es decir, ganancia unitaria ) y ciertas características no ideales de los amplificadores operacionales reales, este sistema de retroalimentación tiende a tener márgenes de estabilidad deficientes . En consecuencia, el sistema puede ser inestable cuando se conecta a cargas suficientemente capacitivas. En estos casos, se puede utilizar una red de compensación de retraso (por ejemplo, conectar la carga al seguidor de voltaje a través de una resistencia) para restaurar la estabilidad. La hoja de datos del fabricante del amplificador operacional puede proporcionar orientación para la selección de componentes en redes de compensación externas. Alternativamente, se puede elegir otro amplificador operacional que tenga una compensación interna más apropiada.

La impedancia de entrada y salida se ve afectada por el bucle de retroalimentación de la misma manera que el amplificador no inversor, con B = 1. ^{[3] [4]}

amplificador sumador

Un amplificador sumador suma varios voltajes (ponderados):

${\displaystyle V_{\text{out}}=-R_{\text{f}}\left({\frac {V_{1}}{R_{1}}}+{\frac {V_{2}}{R_{2}}}+\cdots +{\frac {V_{n}}{R_{n}}}\right)}$

• Cuando , e independiente ${\displaystyle R_{1}=R_{2}=\cdots =R_{n}}$ ${\displaystyle R_{\text{f}}}$

${\displaystyle V_{\text{out}}=-{\frac {R_{\text{f}}}{R_{1}}}(V_{1}+V_{2}+\cdots +V_{n})\!}$

• Cuando ${\displaystyle R_{1}=R_{2}=\cdots =R_{n}=R_{\text{f}}}$

${\displaystyle V_{\text{out}}=-(V_{1}+V_{2}+\cdots +V_{n})\!}$

• La salida está invertida
• La impedancia de entrada de la enésima entrada es ( es una tierra virtual ) ${\displaystyle Z_{n}=R_{n}}$ ${\displaystyle V_{-}}$

Amplificador instrumental

Combina una impedancia de entrada muy alta , un alto rechazo de modo común , una baja compensación de CC y otras propiedades utilizadas para realizar mediciones muy precisas y con poco ruido.

• Se realiza agregando un buffer no inversor a cada entrada del amplificador diferencial para aumentar la impedancia de entrada.

Osciladores

Oscilador del puente de Viena

Produce una onda sinusoidal de muy baja distorsión . Utiliza compensación de temperatura negativa en forma de bombilla o diodo.

Filtros

Los amplificadores operacionales se pueden utilizar en la construcción de filtros activos , proporcionando funciones de paso alto, paso bajo, paso de banda, rechazo y retardo. La alta impedancia de entrada y ganancia de un amplificador operacional permiten un cálculo sencillo de los valores de los elementos, lo que permite una implementación precisa de cualquier topología de filtro deseada con poca preocupación por los efectos de carga de las etapas en el filtro o de las etapas posteriores. Sin embargo, las frecuencias en las que se pueden implementar filtros activos son limitadas; cuando el comportamiento de los amplificadores se aleja significativamente del comportamiento ideal supuesto en el diseño elemental de los filtros, el rendimiento del filtro se degrada.

Comparador

Si es necesario, se puede obligar a un amplificador operacional a actuar como comparador. La diferencia más pequeña entre los voltajes de entrada se amplificará enormemente, lo que hará que la salida oscile casi hasta el voltaje de suministro. Sin embargo, normalmente es mejor utilizar un comparador dedicado para este propósito, ya que su salida tiene una velocidad de respuesta más alta y puede llegar a cualquiera de los rieles de suministro de energía. Algunos amplificadores operacionales tienen diodos de sujeción en la entrada que impiden su uso como comparador. ^[5]

Integración y diferenciación

integrador inversor

El integrador se utiliza principalmente en computadoras analógicas , convertidores analógicos a digitales y circuitos de conformación de ondas.

Integra (e invierte) la señal de entrada V _en ( t ) durante un intervalo de tiempo t , t ₀ < t < t ₁ , produciendo un voltaje de salida en el tiempo t = t ₁ de

${\displaystyle V_{\text{out}}(t_{1})=V_{\text{out}}(t_{0})-{\frac {1}{RC}}\int _{t_{0}}^{t_{1}}V_{\text{in}}(t)\,dt,}$

donde V _out ( t ₀ ) representa el voltaje de salida del circuito en el momento t = t ₀ . Esto es lo mismo que decir que el voltaje de salida cambia con el tiempo t ₀ < t < t ₁ en una cantidad proporcional a la integral de tiempo del voltaje de entrada:

${\displaystyle -{\frac {1}{RC}}\int _{t_{0}}^{t_{1}}V_{\text{in}}(t)\,dt.}$

Este circuito puede verse como un filtro electrónico de paso bajo , uno con un solo polo en CC (es decir, donde ) y con ganancia. ${\displaystyle \omega =0}$

En una aplicación práctica uno encuentra una dificultad significativa: a menos que el capacitor C se descargue periódicamente, el voltaje de salida eventualmente se desviará fuera del rango operativo del amplificador operacional. Esto puede deberse a cualquier combinación de:

• La entrada V _in tiene un componente CC distinto de cero,
• La corriente de polarización de entrada no es cero,
• El voltaje de compensación de entrada no es cero. ^[6]

Un circuito un poco más complejo puede mejorar los dos segundos problemas y, en algunos casos, también el primero.

Aquí, la resistencia de retroalimentación R _f proporciona una ruta de descarga para el capacitor C _f , mientras que la resistencia en serie en la entrada no inversora R _n , cuando tiene el valor correcto, alivia la corriente de polarización de entrada y los problemas de modo común. Ese valor es la resistencia paralela de R _i y R _f , o usando la notación abreviada ||:

${\displaystyle R_{\text{n}}={\frac {1}{{\frac {1}{R_{\text{i}}}}+{\frac {1}{R_{\text{f}}}}}}=R_{\text{i}}||R_{\text{f}}.}$

Integrador de amplificador operacional § El circuito práctico explica que la deriva de salida agrega un pequeño voltaje de error de CC finito:

${\displaystyle V_{\text{error}}=\left({\frac {R_{\text{f}}}{R_{\text{i}}}}+1\right)\left(V_{\text{OS}}+I_{\text{B-}}\left(R_{\text{f}}\parallel R_{\text{i}}\right)\right).}$

El circuito ahora funciona más como un filtro de paso bajo con respuesta plana hasta la frecuencia de corte y solo significativamente por encima de eso funciona como integrador, con la ecuación: ${\displaystyle {\frac {1}{2\pi C_{f}R_{f}}}}$

${\displaystyle V_{\text{out}}(t_{1})=V_{\text{error}}+V_{\text{out}}(t_{0})-{\frac {1}{R_{\text{i}}C_{\text{f}}}}\int _{t_{0}}^{t_{1}}V_{\text{in}}(t)\,dt.}$

diferenciador inversor

Diferencia la señal (invertida) en el tiempo:

${\displaystyle V_{\text{out}}=-RC{\frac {dV_{\text{in}}}{dt}},}$

donde y son funciones del tiempo. ${\displaystyle V_{\text{in}}}$ ${\displaystyle V_{\text{out}}}$

La función de transferencia del diferenciador inversor tiene un único cero en el origen (es decir, donde la frecuencia angular ). Las características de paso alto de un amplificador diferenciador pueden generar desafíos de estabilidad cuando el circuito se utiliza en un servo bucle analógico (por ejemplo, en un controlador PID con una ganancia derivada significativa). En particular, como lo mostraría un análisis del lugar de las raíces , el aumento de la ganancia de retroalimentación impulsará un polo de circuito cerrado hacia la estabilidad marginal en el cero de CC introducido por el diferenciador. ${\displaystyle \omega =0}$

Elementos sintéticos

Girador de inductancia

Simula un inductor (es decir, proporciona inductancia sin el uso de un inductor posiblemente costoso). El circuito aprovecha el hecho de que la corriente que fluye a través de un condensador se comporta a lo largo del tiempo como el voltaje a través de un inductor. El condensador utilizado en este circuito es geométricamente más pequeño que el inductor que simula y su capacitancia está menos sujeta a cambios de valor debido a cambios ambientales. Las aplicaciones en las que este circuito puede ser superior a un inductor físico son la simulación de una inductancia variable o la simulación de una inductancia muy grande.

Este circuito es de uso limitado en aplicaciones que dependen de la propiedad EMF trasera de un inductor, ya que este efecto se limitará en un circuito giratorio a los suministros de voltaje del amplificador operacional.

Convertidor de impedancia negativa (NIC)

Crea una resistencia que tiene un valor negativo para cualquier generador de señal.

En este caso, la relación entre el voltaje de entrada y la corriente de entrada (por lo tanto, la resistencia de entrada) está dada por

${\displaystyle R_{\text{in}}=-R_{3}{\frac {R_{1}}{R_{2}}}.}$

En general, los componentes , y no necesitan ser resistencias; pueden ser cualquier componente que pueda describirse con una impedancia . ${\displaystyle R_{1}}$ ${\displaystyle R_{2}}$ ${\displaystyle R_{3}}$

No lineal

Rectificador de precisión

La caída de tensión V _F a través del diodo polarizado directamente en el circuito de un rectificador pasivo no es deseada. En esta versión activa, el problema se resuelve conectando el diodo en el circuito de retroalimentación negativa. El amplificador operacional compara el voltaje de salida a través de la carga con el voltaje de entrada y aumenta su propio voltaje de salida con el valor de V _F. Como resultado, la caída de voltaje V _F se compensa y el circuito se comporta casi como un ( súper ) diodo ideal con V _F = 0 V.

El circuito tiene limitaciones de velocidad a alta frecuencia debido a la lenta retroalimentación negativa y a la baja velocidad de respuesta de muchos amplificadores operacionales no ideales.

Salida logarítmica

La relación entre el voltaje de entrada V _in y el voltaje de salida V _out está dada por

${\displaystyle V_{\text{out}}=-V_{\text{T}}\ln \left({\frac {V_{\text{in}}}{I_{\text{S}}R}}\right),}$

donde I _S es la corriente de saturación y V _T es el voltaje térmico .

Si el amplificador operacional se considera ideal, el pin de entrada inversor está prácticamente conectado a tierra y las entradas del amplificador operacional no consumen corriente. Entonces, la corriente que fluye desde la fuente a través de la resistencia y el diodo es

${\displaystyle {\frac {V_{\text{in}}}{R}}=I_{\text{R}}=I_{\text{D}},}$

donde I _D es la corriente que pasa por el diodo. Como se sabe, la relación entre la corriente y el voltaje de un diodo es

${\displaystyle I_{\text{D}}=I_{\text{S}}\left(e^{\frac {V_{\text{D}}}{V_{\text{T}}}}-1\right).}$

Cuando el voltaje a través del diodo V _D es mayor que cero, esta corriente se puede aproximar mediante

${\displaystyle I_{\text{D}}\simeq I_{\text{S}}e^{\frac {V_{\text{D}}}{V_{\text{T}}}}.}$

Al juntar estas dos fórmulas y considerar que el voltaje de salida es el negativo del voltaje a través del diodo ( V _out = − V _D ), se prueba la relación.

Esta implementación no considera la estabilidad de la temperatura y otros efectos no ideales.

Salida exponencial

La relación entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida está dada por ${\displaystyle V_{\text{in}}}$ ${\displaystyle V_{\text{out}}}$

${\displaystyle V_{\text{out}}=-RI_{\text{S}}e^{\frac {V_{\text{in}}}{V_{\text{T}}}},}$

donde es la corriente de saturación y es el voltaje térmico . ${\displaystyle I_{\text{S}}}$ ${\displaystyle V_{\text{T}}}$

Considerando el amplificador operacional ideal, el pin negativo está virtualmente conectado a tierra, por lo que la corriente a través del diodo está dada por

${\displaystyle I_{\text{D}}=I_{\text{S}}\left(e^{\frac {V_{\text{D}}}{V_{\text{T}}}}-1\right).}$

Cuando el voltaje es mayor que cero, se puede aproximar mediante

${\displaystyle I_{\text{D}}\simeq I_{\text{S}}e^{\frac {V_{\text{D}}}{V_{\text{T}}}}.}$

El voltaje de salida está dado por

${\displaystyle V_{\text{out}}=-RI_{\text{D}}.}$

Otras aplicaciones

• Preamplificadores y buffers de audio y vídeo.
• filtros
• regulador de voltaje y regulador de corriente
• Conversor analógico a digital
• convertidor digital a analógico
• abrazadera de voltaje
• osciladores y generadores de formas de onda
• Computadora analógica
• Multiplicador de capacitancia
• amplificador de carga

Ver también

• Amplificador operacional de retroalimentación de corriente
• Compensación de frecuencia
• Amplificador operacional
• Amplificador de transconductancia operacional
• amplificador de transimpedancia

Notas

1. Si piensa en el lado izquierdo de la relación como la ganancia de circuito cerrado de la entrada inversora y en el lado derecho como la ganancia de la entrada no inversora, entonces hacer coincidir estas dos cantidades proporciona una salida insensible a el voltaje de modo común de y . ${\displaystyle V_{1}}$ ${\displaystyle V_{2}}$

Referencias

1. Paul Horowitz y Winfield Hill, El arte de la electrónica . 2da ed. Prensa de la Universidad de Cambridge, Cambridge, 1989 ISBN  0-521-37095-7
2. Teoría básica de la electrónica, Delton T. Horn, 4ª ed. McGraw-Hill Profesional, 1994, pág. 342–343.
3. "Beneficios de los comentarios negativos". Hiperfísica . Consultado el 7 de mayo de 2018 .
4. Simpson, Robert E. (1987). "7.2 Retroalimentación de voltaje negativo". Introducción a la electrónica para científicos e ingenieros (2ª ed.). Boston: Allyn y Bacon. pag. 291.ISBN _ 0205083773. OCLC  13821010. La impedancia de entrada de un amplificador sin retroalimentación negativa aumenta agregando retroalimentación negativa. .. .. la impedancia de salida .. disminuye .. ${\displaystyle Z_{\mathrm {inf} }=(1+A_{0}B)Z_{\mathrm {ino} }}$ ${\displaystyle Z_{\mathrm {outf} }=Z_{\mathrm {out} }/(1+A_{0}B)}$
5. "Amplificadores operacionales utilizados como comparadores, ¿está bien? - Signal - Archivos - Foros de soporte de TI E2E".
6. "Diseño de precisión del amplificador operacional AN1177: errores de CC" (PDF) . Pastilla. 2 de enero de 2008. Archivado (PDF) desde el original el 9 de julio de 2019 . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .

Otras lecturas

enlaces externos

• "Colección de circuitos de amplificador operacional de suministro único" (PDF) . (163  KiB )
• "Colección de circuitos de amplificador operacional" (PDF) . (2980  KiB )
• "Una colección de aplicaciones de amplificador" (PDF) . (1,06  MiB )  : nota de aplicación de dispositivos analógicos
• "Aplicaciones básicas de OpAmp" (PDF) . (173  KiB )
• "Manual de aplicaciones de amplificadores operacionales" (PDF) . (2,00  MiB )  – Nota de aplicación de Texas Instruments
• Detección de corriente del lado bajo mediante amplificadores operacionales Archivado el 8 de abril de 2009 en la Wayback Machine.
• "Generadores de registro/anti-registro, generador de cubos, amplificador de multiplicación/división" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 9 de mayo de 2008. (165  KiB )
• Ganancia logarítmicamente variable de un componente variable lineal
• Transformaciones de impedancia y admitancia utilizando amplificadores operacionales por DH Sheingold
• Técnicas de amplificación de alta velocidad muy prácticas y legibles, con fotografías y formas de onda reales.
• Terminar correctamente un amplificador operacional no utilizado