Amplificador Operacional: Conceptos Clave, Características y Aplicaciones en Electrónica

Amplificador Operacional: Fundamentos y Aplicaciones

El Amplificador Operacional (AOP) es un dispositivo electrónico, un chip o circuito integrado análogo.

Los más comunes utilizan transistores bipolares, compuestos por cerca de 25 a 27 transistores. El término operacional se refiere a que es capaz de realizar operaciones matemáticas con las señales o pulsos eléctricos.

Operaciones Matemáticas del AOP

• Suma de señales
• Resta de señales
• Derivación de señales
• Integración de señales
• Comparación de señales

Funcionalidades Clave del AOP

El AOP es multifuncional, permitiendo:

• Realizar operaciones matemáticas
• Amplificar solo voltaje
• Filtrar señales (filtros activos)
• Generar señales

La mayoría de los AOP presentan una alimentación dual o simétrica. Ejemplo: +10V y -10V.

Etapas Internas del Amplificador Operacional

Las etapas o bloques internos del AOP son:

1. Primera Etapa: Amplificador diferencial de entrada.
2. Segunda Etapa: Amplificador de tensión y corriente (Clase A).
3. Tercera Etapa: Amplificador de potencia de salida (Clase B).

AOP Básico: El LM-741

Encapsulado del Amplificador Operacional Básico LM-741

La cápsula se codifica como DIP (Dual In-line Package) de dos filas de 4 pines, fabricada en material plástico duro y con montaje horizontal.

Orden de los Pines del LM-741

1. Control de offset
2. Entrada inversora
3. Entrada no inversora
4. Alimentación -Vcc
5. Control de offset
6. Salida
7. Alimentación +Vcc
8. Sin conexión (NC)

Características Eléctricas Generales del AOP Ideal

Se considera que un AOP es un chip o CI ideal, ya que presenta las siguientes características:

• Presenta una impedancia de entrada que tiende a infinito (∞).
• Presenta una impedancia de salida que tiende a cero (0).
• Presenta una ganancia de tensión que tiende a infinito (∞).
• Presenta un ancho de banda o respuesta de frecuencia que tiende a +∞.
• Sus entradas son muy sensibles.
• Inestabilidad a la temperatura (característica de AOPs reales).

Realimentación o Retroalimentación en AOPs

Existen varios tipos de realimentación:

• De corriente
• De tensión
• De potencia

Dichos tipos de realimentación pueden ser positivos o negativos. Para el caso de los amplificadores operacionales, solo se aplica realimentación de tensión y, según la aplicación, esta puede ser (+) o (-), pero la más utilizada es la negativa.

Definición de Realimentación: Extraer o sacar una porción parcial o total de la señal de salida y devolverla a la entrada.

La realimentación negativa se utiliza para controlar y estabilizar parámetros eléctricos del AOP.