1.11

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1. Los amplificadores operacionales se pueden conectar sugun dos circuitos amplificadores basicos:

   • Inversora
     • En este circuito la entrada (+) esta a masa y la señal se aplica ala entrada (-) a traves de R1, con realimentacion desde la salida a traves de R2
       • Aplicando las propiedades anteriormente establecidas del AO ideal, las caracteristicas distintivas de este circuito.
       • Puesto que el amplificador tiene ganancia infinita, desarollara su tension de salida, Vo, con tension de entrada nula ya que la entrada diferencial de AO es:
       • Y si Vd=0, entonces toda la tension de entrada Vi, debera aparecer en R1, obteniendo una corriente en R1
       • Toda la corriente I que circula po R1 pasara por R2, puesto que no se derivara ninguna corriente hacia la entrada del operacional (impedancia infinita), asi pues el producto de I por R2 sera igual a -Vo
       • Vn esta a un potencial cero, es un punto de tierra virtual
       • L a entrada del amplificador, o el punto de conexion de la entrada y las señales de realimentacion, es un nodo de tension nula, independiente de la corriente I.
         • Luego, esta conexion es un punto de tierra virtual, un punto en el que siempre habra el mismo potencial que en la entrada (+).
           • Por tanto este punto en el que se suman las eñales de salida y de netrada, se conoce como nodo suma. E sta caracteristica se aplica ala operacion de bucle cerrado
   • No inversora
     • En este circuito, la tension Vi, se aplica ala entrada (+), y una tension de la señal de salida Vo, se aplica ala entrada (-) a traves del divisor de tension R1-R2. Puesto que, no fluye corrienrte de entrada en ningunterminal de entrada, ya que Vd=0, latension en R1 sera igual Vi:
       • Tambien se pueden deducir propiedades apara esta configuracion. El limite inferior de ganancia se produce cuando R2=0, lo que da lugar a una ganacia unidad
       • El amplificador inversor, la corriente atraves de R1 siempre determina la corriente a traves de R2, independiente del valor de R2, esto tambien es cierto en el amplificador no inversor.
         • Luego R2 puede utilizarse como un control de ganancia lineal, capaz de incrementar la ganancia desde el minimo, la unidad hasta un maximo infinito.

2. Amplificador diferencial

   • Este circuito tiene aplicadas señales en ambos terminales de entrada, utiliza la amplificacion diferencial natural del amplificador operacional.
     • La tension ala salida debida a V1la llamaremos V01
     • La tension de salida a V1 (SUPONIENDO v2=0) valdra, uasando la ecuacion de la ganancia para el circuito no inversor
     • Y si la salida debida a V2( suponiendo que V1=0) sera, usado la ecuacion de la ganancia para el circuito inversor V02
     • Y dado que, aplicando elm teorema de la superposicion la tension de salida Vo= V01+V02 y haciendo que R3 sea igual a R1 y R4 igual a R2 tendremos que:

3. Sumador inversor

   • En este circuito como en el amplificador inversor, la tension V(+) esta conectada a masa, por lo que la tension V(-) estara a una masa virtual, y como la impedancia de entrada es infinita toda la corriente I1 circula atraves de Rfy la llamaremos I.
     • Lo que ocurre en este caso es que la corriente I1 es la suma algebraica de las corrientes proporcionadas por V1, V2 y V3 es decir:
     • Que establece que la tension de salida es la suma algebraica invertida de las tensiones de entrada multiplicadas por un factor comun, se puede observar que en el caso en que:
     • Una caracteristica interesante de esta configuracion es el hecho de que la mezcla de señales, modo suma, no produce interaccion entre las entradas, puesto que todas las fuentes de señal alimentan el punto de tierra virtual.

4. Integrador

   • Un integrador se obtiene sustituyendo en la configuracion inversora la resistencia de realimentacion por un condensador. Se ha visto que ambas configuraciones basicas del AO, actuan para mantener constantemente la corriente de realimentacion, If igual a I1n. la relacion que existe entre la tension y corriente a traves de un condensador es:
     • Lo que hace que la salida varie por unidad de tiempo segun:
     • La variacion de tension en Cf es:
     • Reordenando la exprsion quedaria como:
     • Donde Cte depende de I carga inicial del condensador

5. Diferenciador

   • Una segunda modificación del amplificador inversor, que también aprovecha la corriente en un condensador es el diferenciador
     • En este circuito, la posición de R y C están al revés que en el integrador, estando el elemento capacitivo en la red de entrada.
       • Luego la corriente de entrada obtenida es proporcional a la tasa de variación de la tensión de entrada:
       • De nuevo diremos que la corriente de entrada IIN, circulará por RF, por lo que IF = IIN Y puesto que VOUT = - IF RF Sustituyendo obtenemos:
       • Obsérvese el siguiente diagrama de señales para este circuito

6. El seguidor de tensión

   • En este circuito, la resistencia de entrada se ha incrementado hasta infinito, y RF es cero, y la realimentación es del 100%. V0 es entonces exactamente igual a Vi, dado que Es = 0. El circuito se conoce como "seguidor de emisor" puesto que la salida es una réplica en fase con ganancia unitaria de la tensión de entrada. La impedancia de entrada de esta etapa es también infinita.

7. Logarítmico y antilogaritmito (exponencial)

   • se comporta como un circuito cuya salida es proporcional al logaritmo de la tensión de entrada. Esta relación se obtiene partir de la característica tensión-corriente del diodo que aplicado a este circuito es
     • En el caso de que -Vo / ?VT >>1, el 1 es despreciable frente al término exponencial. Y como Vi =Id R, la relación logarítmica buscada es:
       • La figura 1.19b describe la versión del amplificador logarítmico basado en un transistor bipolar NPN.
       • La versión dual de estos circuitos se indican en las figuras 1.20a y 1.20b. Fácilmente se comprueba que la expresión de este amplificador exponencial es:

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