🧐 Ejemplos y análisis de AMPLIFICADORES OPERACIONALES reales

💥 Los amplificadores operacionales reales no son el elemento perfecto (ideal) descrito en las publicaciones anteriores. Un problema en especial importante es el del voltaje de desbalance de corriente continua (c.d.)-

👉 Un amplificador operacional es un amplificador de alta ganancia que también amplifica la diferencia entre sus dos entradas. Así, si las dos entradas se ponen en corto se espera que no haya salida. Sin embargo, en la práctica esto no sucede y es posible detectar la presencia de un voltaje de salida bastante grande. Este efecto se produce por desbalances de los circuitos internos de los amplificadores operacionales. Para reducir a cero el voltaje de salida se aplica un voltaje adecuado entre los terminales de entrada, que se conoce como voltaje de desbalance de corriente continua (c.d.). Muchos amplificadores operacionales están diseñados de manera que este voltaje se aplique a través de un potenciómetro. En el circuito integrado del amplificador operacional 741 se hace conectando un potenciómetro de 10 k ohmios entre los terminales 1 y 5 (Figura 1) y conectando el contacto deslizable del potenciómetro a una fuente de voltaje negativa (Figura 2). 

Figura 1, conexiones de las terminales de un amplificador operacional 741

Figura 2, corrección del voltaje de desbalance de c.d.

💢 Los desbalances dentro del amplificador operacional se corrigen ajustando la posición del contacto deslizable hasta que al no haber una entrada en el amplificador no hay una salida.

💣 Típicamente, un amplificador de propósito general tendrá un voltaje de desbalance de entre 1 y 5mV.

👊 Los amplificadores operacionales manejan corrientes pequeñas en los terminales de entrada a fin de polarizar los transistores de entrada. La corriente polarizada que fluye a través de la fuente de resistencia en cada terminal genera un voltaje en serie con la entrada. Idealmente, las corrientes polarizadas serán iguales en las dos entradas, sin embargo, éste no es el caso en la práctica. Por tanto

el efecto de estas corrientes polarizadas es producir un voltaje de salida cuando no hay señal de entrada y la salida debe ser cero. Esto es un problema en particular cuando el amplificador está operando con voltajes de corriente directa. Al valor promedio de esas dos corrientes polarızadas se le conoce como corriente polarizada de entrada. Para un amplificador de propósito general, un valor típico es de unos 100 nA. La diferencia entre las dos corrientes polarizadas se denomina corriente de desbalance de entrada. Lo ideal es que fuera cero, pero para un amplificador de propósito general típico debiera ser de 10 nA, alrededor de 10 a 25% de la corriente polarizada de entrada.

Un parámetro importante que afecta el uso de un amplificador operacional con aplicaciones de corriente alterna es la tasa de gran volumen. Esta es la tasa máxima de cambio a la cual puede cambiar el voltaje de salida al momento de respuesta a una entrada de función de paso perfecta. El rango típico de valores va de 0.2 V/us a más de 20 V/us. Con altas frecuencias, la operación de gran señal de un amplificador se determina por qué tan rápido puede oscilar la salida de un voltaje a otro.

Por tanto, para utilizar entradas con alta frecuencia se requiere un alto valor de tasa de gran volumen.

Como ejemplo de lo anterior, el amplificador de propósito general LM348 con una ganancia de voltaje de ciclo abierto de 96 dB tiene una corriente polarizada de entrada de 30 nA y una tasa de gran volumen de 0.6 V/µs. El amplificador de banda ancha AD711 con una ganancia de ciclo abierto de 100 tiene una corriente polarizada de 25 pA, así como una tasa de gran volumen de 20 V/µs.

Escrito por Archie Tecnology