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El Amplificador Operacional (Amp. Op.)

Amplificador Operacional: Características, ganancia a lazo abierto


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Historia

El Amplificador Operacional fue desarrollado para ser utilizado en computadoras analógicas en los inicios de los años 1940.

Los primeros Amplificadores Operacionales (Op. Amp.) utilizaban los tubos al vacío, eran de gran tamaño y consumían mucha potencia.

En 1967 la empresa "Fairchild Semiconductor" introdujo al mercado el primer amplificador operacional en la forma de un circuito integrado, logrando disminuir su tamaño, consumo de energía y su precio. Este dispositivo es un amplificador lineal de alto rendimiento, con una gran variedad de usos.

Características del Op. Amp. (AO)

Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp.) es un dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos entradas, con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta, (mayor a 1 Megaohm) y una baja impedancia de salida (de 8 a 20 ohmios).

Con estas característica se deduce que las corrientes de entrada son prácticamente nulas y que tiene la característica de poder entregar corriente relativamente alta (ver datos del fabricante).

Internamente el Amplificador Operacional contiene un gran número de transistores, resistores, capacitores, etc..

Símbolo del amplificador operacional - Electrónica Unicrom

El terminal + es el terminal no inversor.
El terminal - es el terminal inversor

Hay varios tipos de presentación de los amplificadores operacionales, como el paquete dual en línea (DIP) de 8 pines o patitas.

Para saber cual es el pin 1, se ubica una muesca entre los pines 1 y 8, siendo el # 1 el pin que está a la izquierda de la muesca cuando se pone el integrado como se muestra en el diagrama.

La distribución de los terminales del Amplificador operacional en el Circuito integrado DIP de 8 patillas es:

Encapsulado DIP de 8 pines de un amplificador operacional - Electrónica Unicrom

- pin 2: entrada inversora ( - )
- pin 3: entrada no inversora ( + )
- pin 6: salida (out)

Para alimentar un amplificador operacional se utilizan 2 fuentes de tensión:
- una positiva conectada al pin 7 y
- otra negativa conectada al pin 4

También hay otra presentación con 14 pines. En algunas versiones no hay muesca, pero hay un circulo pequeño cerca de la patita # 1.

Ganancia en lazo abierto

Esta ganancia es aquella que tiene el amplificador operacional cuando no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el diagrama inferior.

La ganancia del amplificador en lazo abierto está dada por la siguiente fórmula:
AV = Vsal/Vent

Circuito en lazo abierto con un amplificador operacional - Electrónica Unicrom

Donde:
AV = ganancia de tensión
Vsal = tensión de salida
Vent = tensión de entrada

En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el operacional es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en amplificador operacional 741C).

Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que se desea es saber cual de las dos entradas tiene mayor tensión.

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