Aplicaciones de amplificador operacional - Operational amplifier applications

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 usa una notación esquemática simplificada, muchos detalles como la selección del dispositivo 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 solo las aplicaciones de retroalimentación negativa. Cuando se requiere una retroalimentación positiva, un comparador suele ser más apropiado. Consulte Aplicaciones del comparador para obtener más información.

Consideraciones prácticas

Requisitos de los parámetros de los amplificadores operacionales

Para que un dispositivo en particular se utilice en una aplicación, debe satisfacer ciertos requisitos. El amplificador operacional debe

• tienen una gran ganancia de señal de bucle abierto (se obtiene una ganancia de voltaje de 200.000 en los primeros ejemplos de circuitos integrados), 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 de 1 MΩ causan un ruido térmico excesivo y hacen que la operación del circuito sea susceptible a errores significativos debido a la polarización o las corrientes de fuga.

Corrientes de polarización de entrada y compensación de entrada

Los prácticos amplificadores operacionales consumen 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. El diseño apropiado de la red de retroalimentación puede aliviar los problemas asociados con las corrientes de polarización de entrada y la ganancia de modo común, como se explica a continuación. La regla heurística es asegurar 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 un voltaje de compensación de entrada efectivo presente, lo que puede provocar problemas en el rendimiento del circuito. Muchas ofertas comerciales de amplificadores operacionales proporcionan un método para ajustar 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 requiera que una entrada se cortocircuite a tierra, ese cortocircuito se puede reemplazar con una resistencia variable que se puede sintonizar para mitigar el problema de compensación.

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

Efectos de la fuente de alimentación

Aunque las fuentes de alimentación no se indican en los diseños de amplificadores operacionales (simplificados) a continuación, no obstante están presentes y pueden ser críticas 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 potencia, impedancia de 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 inductancia evitan 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 apropiado de condensadores de derivación conectados a través de cada pin de la fuente de alimentación y tierra. Cuando un componente requiere ráfagas de corriente, el componente puede pasar por alto la fuente de alimentación al recibir la corriente directamente del condensador cercano (que luego se recarga lentamente por la fuente de alimentación).

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

Además, la corriente que ingresa al amplificador operacional desde la fuente de alimentación se puede usar como entradas 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 su salida sería necesaria para generar señales fuera del rango seguro generado por el amplificador. En este caso, un amplificador push-pull externo puede ser controlado por la corriente que entra y sale del amplificador operacional. Por lo tanto, el amplificador operacional puede operar por sí mismo dentro de sus límites especificados de fábrica y al mismo tiempo permitir que la ruta de retroalimentación negativa incluya una gran señal de salida fuera de esos límites.

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 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

${\ Displaystyle V _ {\ text {out}} {\ frac {R_ {1}} {R _ {\ text {f}}}} = V _ {\ text {com}} {\ frac {R_ {1} / R_ {\ text {f}} - R_ {2} / R _ {\ text {g}}} {1 + R_ {2} / R _ {\ text {g}}}} + V _ {\ text {dif}} { \ frac {1+ (R_ {2} / R _ {\ text {g}} + R_ {1} / R _ {\ text {f}}) / 2} {1 + R_ {2} / R _ {\ text { gramo}}}}.}$

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 de modo común) debe ser cero, o

${\ Displaystyle R_ {1} / R _ {\ text {f}} = R_ {2} / R _ {\ text {g}}.}$

Con esta restricción en su lugar, 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 de bucle cerrado del amplificador diferencial.

El caso especial cuando la ganancia de lazo 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 de la amplificador diferencial en el que entrada no inversora de ese circuito V ₂ está conectado a tierra, y la entrada inversora V ₁ se identifica con V _en anteriormente. La ganancia de bucle 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. En este caso, sin embargo, el circuito será susceptible a la deriva de la corriente de polarización de entrada debido a la falta de coincidencia entre R _f y R _en .

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

${\ Displaystyle i _ {\ text {in}} = {\ frac {V _ {\ text {in}}} {R _ {\ text {in}}}}}$

luego recuerde que esta misma corriente debe estar pasando 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 V _- nodo (entre R _en y R _f ) como el punto de apoyo, al potencial de tierra. V _in tiene una longitud R _in del fulcro; V _out tiene una longitud R _f . Cuando V _in desciende "por debajo del suelo", la salida V _out aumenta proporcionalmente para equilibrar el balancín y viceversa .

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

Amplificador no inversor

Un amplificador no inversor es un caso especial de la amplificador diferencial en el que entrada inversora de ese circuito V ₁ está conectado a tierra, y entrada no inversora V ₂ se identifica con V _en anteriormente, 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, use la técnica de tierra virtual para calcular la corriente en la resistencia R ₁ :

${\ Displaystyle i_ {1} = {\ frac {V _ {\ text {in}}} {R_ {1}}} \ ,,}$

luego recuerde que esta misma corriente debe estar pasando 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, al potencial de tierra. V _in tiene una longitud R ₁ del fulcro; V _out tiene una longitud R ₂ más adelante. Cuando V _in asciende "por encima del suelo", la salida V _out aumenta 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 las 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). En el caso del amplificador operacional ideal, con A _OL infinito y Z _dif infinito, la impedancia de entrada también es infinita. En este caso, sin embargo, el circuito será susceptible a la deriva de la corriente de polarización de entrada debido a la falta de coincidencia entre las impedancias que controlan las entradas del amplificador operacional V ₊ y V _- .

El bucle de retroalimentación disminuye de manera similar 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 de bucle abierto.

Seguidor de voltaje (amplificador de búfer unitario)

Se utiliza como amplificador de búfer para eliminar los 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 amplificador operacional en sí (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 es propenso a tener márgenes de estabilidad pobres . 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 retardo (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 una guía 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.

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}}}$

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

• Cuándo ${\ Displaystyle R_ {1} = R_ {2} = \ cdots = R_ {n} = R _ {\ text {f}}}$

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

• La salida está invertida
• Impedancia de entrada del n ° de entrada es ( es una tierra virtual )${\ Displaystyle Z_ {n} = R_ {n}}$${\ Displaystyle V _ {-}}$

Amplificador instrumental

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

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

Osciladores

Oscilador de 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 la 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 a las que se pueden implementar filtros activos son limitadas; cuando el comportamiento de los amplificadores se aparta significativamente del comportamiento ideal asumido en el diseño elemental de los filtros, el rendimiento del filtro se degrada.

Comparador

Un amplificador operacional puede, si es necesario, ser forzado a actuar como comparador. La diferencia más pequeña entre los voltajes de entrada se amplificará enormemente, haciendo que la salida oscile casi hasta casi el voltaje de suministro. Sin embargo, generalmente es mejor usar un comparador dedicado para este propósito, ya que su salida tiene una velocidad de respuesta más alta y puede llegar a cualquier riel de suministro de energía. Algunos amplificadores operacionales tienen diodos de sujeción en la entrada que impiden su uso como comparador.

Integración y diferenciación

Integrador inversor

El integrador se utiliza principalmente en computadoras analógicas , convertidores de analógico a digital 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 tiempo 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, dónde ) 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 de operación del amplificador operacional. Esto puede deberse a cualquier combinación de:

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

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 condensador 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 ||:

${\ Displaystyle R _ {\ text {n}} = {\ frac {1} {{\ frac {1} {R _ {\ text {i}}}} + {\ frac {1} {R _ {\ text {f }}}}}} = R _ {\ text {i}} || R _ {\ text {f}}.}$

La relación entre la señal de entrada y la señal de salida es ahora

${\ Displaystyle V _ {\ text {out}} (t_ {1}) = V _ {\ text {out}} (t_ {0}) - {\ frac {1} {R _ {\ text {i}} C_ { \ text {f}}}} \ int _ {t_ {0}} ^ {t_ {1}} V _ {\ text {in}} (t) \, dt.}$

Diferenciador inverso

Diferencia la señal (invertida) a lo largo del 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 solo cero en el origen (es decir, donde la frecuencia angular ). Las características de paso alto de un amplificador diferenciador pueden provocar problemas 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 demostraría un análisis del lugar de las raíces , el aumento de la ganancia de retroalimentación conducirá a un polo de bucle cerrado hacia la estabilidad marginal en el cero de CC introducido por el diferenciador. ${\ Displaystyle \ omega = 0}$

Elementos sintéticos

Giratorio 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 capacitor utilizado en este circuito es 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 estará limitado 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 señales.

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

${\ Displaystyle R _ {\ text {in}} = - R_ {3} {\ frac {R_ {1}} {R_ {2}}}}$

En general, los componentes , y no tiene que 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 voltaje V _{F a} través del diodo polarizado hacia adelante 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 op-amp compara la tensión de salida a través de la carga con la tensión de entrada y aumenta su propia tensión 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 ( super ) diodo ideal con V _F = 0 V.

El circuito tiene limitaciones de velocidad a alta frecuencia debido a la lenta retroalimentación negativa y debido 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 viene dada por:

${\ Displaystyle V _ {\ text {out}} = - V _ {\ text {T}} \ ln \ left ({\ frac {V _ {\ text {in}}} {I _ {\ text {S}} \, R}} \ derecha)}$

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 inversora está virtualmente conectado a tierra, por lo que la corriente que fluye hacia la resistencia desde la fuente (y por lo tanto a través del diodo hasta la salida, ya que las entradas del amplificador operacional no consumen corriente) es:

${\ Displaystyle {\ frac {V _ {\ text {in}}} {R}} = I _ {\ text {R}} = I _ {\ text {D}}}$

donde I _D es la corriente a través del diodo. Como se sabe, la relación entre la corriente y el voltaje de un diodo es:

${\ Displaystyle I _ {\ text {D}} = I _ {\ text {S}} \ left (e ^ {\ frac {V _ {\ text {D}}} {V _ {\ text {T}}}} - 1 \ derecha).}$

Esto, cuando el voltaje es mayor que cero, se puede aproximar mediante:

${\ Displaystyle I _ {\ text {D}} \ simeq I _ {\ text {S}} e ^ {\ frac {V _ {\ text {D}}} {V _ {\ text {T}}}}.}$

Poniendo estas dos fórmulas juntas y considerando que el voltaje de salida es el negativo del voltaje a través del diodo ( V _out = - V _D ), la relación está probada.

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 viene 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}}}$

• Teniendo en cuenta el amplificador operacional ideal, entonces el pin negativo está virtualmente conectado a tierra, por lo que la corriente a través del diodo viene 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:

${\ Displaystyle I _ {\ text {D}} \ simeq I _ {\ text {S}} e ^ {\ frac {V _ {\ text {D}}} {V _ {\ text {T}}}}.}$

La tensión de salida viene dada por:

${\ Displaystyle V _ {\ text {out}} = - RI _ {\ text {D}}. \,}$

Otras aplicaciones

Ver también

Notas

Referencias

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
• "Generadores log / anti-log, generador de cubos, amplificador multiplicador / dividido" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-05-09. (165  KiB )
• Ganancia logarítmicamente variable de un componente de variable lineal
• Transformaciones de impedancia y admitancia utilizando amplificadores operacionales de DH Sheingold
• Técnicas de amplificación de alta velocidad muy prácticas y legibles, con fotos y formas de onda reales
• Colección de circuitos de amplificador operacional de suministro único
• Terminar correctamente un amplificador operacional no utilizado