El nombre de amplificador operacional deriva del concepto de un amplificador de CC, con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta.Sus caractersticas de operacin se determinan por los elementos de realimentacin (conexin directa entre la salida y la entrada) que se utilizan. Cambiando la forma y disposicin de dichos elementos, se pueden implementar diferentes operaciones analgicas, y las caractersticas globales del circuito se determinan slo por estos elementos de realimentacin. Permite realizar operaciones, que antiguamente se realizaban con muchos componentes discretos, ahora con uno slo: EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL.Amplificador operacional bsico

Smbolo esquemticoUna herramienta adicional bsica del AO es su smbolo caracterstico:

El amplificador operacional se puede pensar como una caja, con sus terminales de entrada y salida, ignorando qu hay dentro de dicha caja.El amplificador operacional idealSe muestra un amplificador idealizado como un dispositivo de acoplo directo con entrada diferencial, y un nico Terminal de salida. El amplificador slo responde a la diferencia de tensin entre los dos terminales de entrada, y no a su potencial comn.

Las propiedades del amplificador ideal son:La ganancia de tensin es infinita:La resistencia de entrada es infinita:La resistencia de salida es cero:El ancho de banda es infinito:La tensin de offset de entrada es cero :El amplificador operacional ideal

A partir de estas caractersticas del AO ideal, se pueden deducir dos propiedades adicionales:Como la ganancia en tensin es infinita, cualquier seal de salida que se desarrolle ser el resultado de una seal de entrada infinitesimalmente pequea, y la tensin de entrada diferencial es nula. Si la resistencia de entrada es infinita, no existe flujo de corriente en ninguno de los terminales de entrada.Estas dos propiedades pueden considerarse como axiomas del AO. Con ellas se puede deducir el funcionamiento de casi todos los circuitos con amplificadores operacionales.El amplificador operacional ideal

Circuitos con AOs Comentarios preliminaresLos amplificadores operacionales se pueden conectar segn dos circuitos amplificadores bsicos: las configuraciones...Inversora y No-inversora.En general, todos los circuitos con AO son variaciones estrechamente relacionadas de estas dos configuraciones, ms otro circuito bsico que resulta de una combinacin de los dos primeros: el amplificador diferencial con AO.

En este circuito, la entrada (+) est conectada a masa, y la seal se aplica a la entrada (-) a travs de R1, con realimentacin desde la salida a travs de R2.El amplificador inversorLa primera configuracin bsica del AO es el amplificador inversor:

Como el amplificador tiene ganancia infinita, desarrollar su tensin de salida, V0 , con tensin de entrada nula. El amplificador inversorAplicando las propiedades del AO ideal, las caractersticas ms distintivas de este circuito se pueden destacar como sigue:Ya que la entrada diferencial del AO es:Si Vd = 0, toda la tensin de entrada Vi deber aparecer en R1, obteniendo una corriente en R1:Como Vn est a un potencial cero, se dice que es un punto de tierra virtual.

Toda la corriente I que circula por R1 pasar por R2, puesto que no se derivar ninguna corriente hacia la entrada del operacional (impedancia infinita). Por lo tanto:El amplificador inversorTeniendo en cuenta que la corriente por el circuito es la misma, resulta entonces:La ganancia del amplificador inversor ser:

Este punto se le denomina tierra virtual, ya que siempre tendr el mismo potencial que en la entrada (+). Como en l se suman las seales de salida y entrada, tambin se lo conoce como nodo suma. El amplificador inversorEn lazo cerrado, la entrada (-) se iguala al potencial de la entrada (+) (o de referencia).Esta tensin puede ser masa (como en la figura anterior), o cualquier otro potencial que se desee.Esta ltima caracterstica conduce al tercer axioma bsico de los amplificadores operacionales, el cual se aplica a la operacin en bucle (o lazo) cerrado:

Puesto que no fluye corriente de entrada en ningn terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensin en R1 ser igual a Vi:En este circuito, la tensin Vi se aplica a la entrada (+), y una fraccin de la seal de salida Vo, se aplica a la entrada (-) a travs del divisor de tensin R1 - R2. El amplificador no-inversor

Por lo tanto, en trminos de ganancia, la ecuacin caracters-tica para el AO no inversor ideal vendr dada por:Como :se tiene que:El amplificador no-inversorCircuitos con AOs

El amplificador diferencialUna configuracin importante con AO es la que se conoce como amplificador diferencial, que no es ms que una combinacin de las dos configuraciones principales. Este circuito tiene seales aplicadas en ambos terminales de entrada, tal como se muestra en la siguiente figura:Configuraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor

Para comprender cmo funciona el circuito, primero se ana-lizarn las dos seales de entrada por separado, y despus, en forma combinada. Como siempre, Vd = 0, y la corriente de entrada en los termi-nales es cero. Por lo tanto:donde la tensin en el terminal positivo ser:El amplificador diferencialConfiguraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor

Por lo tanto, llamando V01 a la tensin a la salida debida a V1, y teniendo en cuenta que V2=0 y que V(-)=V(+), se tiene:Aplicando el principio de superposicin, la tensin de salida se puede considerar como la suma de los efectos producidos por ambas seales en forma individual, haciendo una cero cuando se considera la otra.El amplificador diferencialConfiguraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor

Aplicando el teorema de superposicin, la tensin de salida V0 = V01 + V02. Haciendo que R3=R1 y R4 =R2, se tendr que:La tensin de salida debida a V2, suponiendo V1=0 (y consi-derando la ecuacin de la ganancia para el circuito inversor), valdr:El amplificador diferencialConfiguraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor

En trminos de ganancia:es la ganancia del AO para seales en modo diferencial.V1 se dividir entre R1 y R2, apareciendo una tensin V(+) menor en R2. Debido a la ganancia infinita del amplificador, y a la tensin de entrada diferencial cero, esta tensin ser igual a V(-) en el nodo suma ( terminal (-) ). El amplificador diferencialConfiguraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor

FINAhora el control