AO: Generalidades, bucle abierto

Como en las próximas semanas voy a trabajar el amplificador operacional, es necesario una introducción para conocer qué es ése pequeño que tan complejo ha sido siempre de entender.

Bien, el amplificador operacional es un componente activo, que necesita un aporte externo de energía para funcionar. Suelen estar compuestos de materiales semiconductores. Su símbolo es éste:

Como vemos tiene 2 entradas: inversora y no inversora, 2 patillas de alimentación, para alimentación simétrica, y una salida. Los pines del integrado donde se encuentra cada una de éstas viene definido por el fabricante, el ejemplo más común es el 741:

La salida, definida mediante la función de transferencia, cuando trabaja en bucle abierto es:

\displaystyle V_{s}=A_{v}(V^{+} - V^{-})

Donde A_{v} es la ganancia diferencial del amplificador operacional. La función de transferencia que vemos en ésta tabla es la de un AO ideal: no existe una región lineal entre el punto más alto o el más bajo porque la ganancia es infinita. Cuando la diferencia entre entradas no inversora e inversora es positiva, se satura positivamente, y cuando es negativa, se satura negativamente. Normalmente la tensión de saturación será siempre algo menor a la tensión de alimentación. En éste modo de operación se suele utilizar como comparador de tensiones.

Otra característica importante de los AO es su altísima impedancia de entrada, por lo que se puede considerar que la entrada de corriente es nula. A su vez tienen muy baja impedancia de salida aunque su corriente sea bastante limitada.

Nota: la corriente que realmente se da en las entradas de los operacionales físicos es debida a la corriente de polarización de los transistores de la primera etapa, puede estar entre nanoamperios y microamperios

Aunque el ancho de banda varía según su utilidad, los que se usan a nivel de estudiante, sonido y aplicaciones no profesionales trabajan entre los 0 y 20 kHz aproximadamente.

Ahora veamos la función de transferencia de un AO real:

Aquí se ve la región lineal, cuyo rango normalmente es bastante más pequeño, del orden de microvoltios, antes de saturar. Si por ejemplo tenemos un AO alimentado a \pm15V y con una A_{v} de 10^{6} V/V, veremos que satura positivamente a partir de los 15 microvoltios, es decir, en total tiene una región lineal de 30 microvoltios.

Ésto es todo lo que hay que saber para iniciarse, si queda algún cabo suelto o cualquier duda podéis preguntar mediante un comentario.

También tengo que comentar que el curso nos lo están dando basado en el libro "Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos" de Robert L. Boylestad, décima edición, que podéis encontrar en freelibros.com, entre muchos otros.

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