Amplificador operacional o amplificadores operacionales como suelen llamarse, son dispositivos lineales que pueden dar una amplificación de corriente continua ideal. Son fundamentalmente dispositivos de amplificación de voltaje usados con componentes de retroalimentación externos como resistencias o condensadores. Un op amp es un dispositivo de tres terminales, con un terminal llamado la entrada de inversión, otro la entrada no de inversión y el último es la salida. A continuación se muestra un diagrama de un típico amplificador de operaciones:
Como pueden ver en el diagrama, el amplificador de operaciones tiene tres terminales para la entrada y la salida y 2 para la alimentación.
Antes de entender el funcionamiento de un amplificador de operaciones, debemos aprender sobre el características del amplificador óptico de un amplificador de operaciones. Se los explicaremos uno por uno aquí:
Ganancia de tensión en bucle abierto (A)
La ganancia de voltaje en bucle abierto sin ninguna retroalimentación para un amplificador óptico ideal es infinito. Pero los valores típicos de ganancia de voltaje en bucle abierto para un amplificador de operación real van de 20.000 a 2.000.000. Dejemos que la entrada voltaje ser Ven. Dejemos que A sea la ganancia de voltaje de bucle abierto. Entonces el voltaje de salida es Vfuera = AVen. El valor de un típicamente está en el rango especificado arriba, pero para un amplificador de operación ideal, es infinito.
Impedancia de entrada(Zen)
La impedancia de entrada se define como el voltaje de entrada por la entrada actual. La impedancia de entrada de un amplificador de operación ideal es infinita. Es decir, no hay corriente que fluya en el circuito de entrada. Sin embargo, un amplificador de operación ideal tiene cierta corriente que fluye en el circuito de entrada de la magnitud de unos pocos pico-amperios a unos pocos miliamperios.
Impedancia de salida (Zfuera)
La impedancia de salida se define como la relación entre el voltaje de salida y la corriente de entrada. La impedancia de salida de un amplificador de operación ideal es cero, sin embargo, real amperios de operación tienen una impedancia de salida de 10 a 20 k. Un amplificador óptico ideal se comporta como un perfecto fuente de tensión entregando corriente sin ninguna pérdida interna. La corriente interna resistencia reducir el voltaje disponible para la carga.
Ancho de banda (BW)
Un amplificador de operación ideal tiene un ancho de banda infinito que es capaz de amplificar cualquier señal de DC a las más altas frecuencias de AC sin ninguna pérdida. Por lo tanto, se dice que un amplificador de operación ideal tiene una respuesta de frecuencia infinita. En los amplificadores de operación reales, el ancho de banda es generalmente limitado. El límite depende del producto de la ganancia de ancho de banda (GB). GB se define como la frecuencia en la que la ganancia del amplificador se convierte en unidad.
Tensión de compensación(Vio)
El voltaje de compensación de un amplificador óptico ideal es cero, lo que significa que el voltaje de salida será cero si la diferencia entre el terminal invertido y no invertido es cero. Si ambos terminales están conectados a tierra, el voltaje de salida será cero. Pero el verdadero amperios de operación tienen un voltaje de compensación.
Ratio de rechazo en modo común (CMRR)
El modo común se refiere a la situación cuando el mismo voltaje se aplica tanto al terminal invertido como al no invertido de la op amp. El rechazo de modo común se refiere a la capacidad del amplificador de operación de rechazar la señal de modo común. Ahora estamos en posición de entender el término ratio de rechazo de modo común.
El índice de rechazo del modo común se refiere a la medida de la capacidad del amplificador de operación para rechazar la señal del modo común. Matemáticamente se define como
¿Dónde, AD es la ganancia diferencial del amplificador de operaciones, para un amplificador óptico ideal.
ACM se refiere a la ganancia de modo común del amplificador operacional.
El CMRR de un amplificador de operaciones ideal es… Eso significa que es capaz de rechazar todas las señales de modo común. También de la fórmula, podemos ver que la AD es infinito para un amplificador de operación ideal y ACM es cero. Por lo tanto, la CMRR de un op-amp ideal es infinita. Por lo tanto, rechazará cualquier señal que sea común a ambos.
Sin embargo, el omp real tiene una CMRR finita, y no rechaza todas las señales de modo común.
