Un amplificador operacional (A.O.), es un circuito electrónico que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor “G” (ñganancia):
Vout = G•(V+ − V−)
El primer amplificador operacional monolítico, que data de los años 1960, fue el Fairchild μA702 (1964), diseñado por Bob Widlar. Le siguió el Fairchild μA709 (1965), también de Widlar, y que constituyó un gran éxito comercial. Más tarde sería sustituido por el popular Fairchild μA741(1968), de David Fullagar, y fabricado por numerosas empresas, basado en tecnología bipolar.
Originalmente los A.O. se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre.
El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero.
Desarrollo de la práctica:
1) Armar el circuito del amplificador inversor.
2) Ajustar el generador de señales de tal forma que entregue una tensión continua. Usar el control de Offset para variar la tensión proporcionada. Usar el multimetro para medir las tensiones Vs y Vo del circuito. Resumir las mediciones realizadas completando la siguiente tabla.
3) Graficar la tension de salida Vo en funcion de la entrada Vs. Marcar en ese grafico las zonas de amplificación linel, saturacion, y la tension de Offset.
4) Reformar el circuito anterior con el objeto de anular la tension residual de Offset a la salida del amplificador. Armar el circuito y verificar que la tension de salida puede ser anulada.
5) Dibujar el circuito y colocar sobre el mismo grafico el valor medido. Explicar porque un resistor en el terminal no inversor ayuda a disminuir esa tension y no influye en el calculo de la ganancia de tension del amplificador.
Rta: Aumentando el resistor en el terminal no inversor logramos disminuir el offset sin modificar el calculo de ganancia del amplificador.
6) Ajustar el generador para que entregue una señal senoidal Vs=50mVpp con una frecuencia de 1 KHz. Verificar que la fase de la señal de entrada es opuesta a la de salida y que la ganancia de tension se mantiene constante a pesar de imponerle una señal senoidal de 1 KHz.
7) Remplazar el LM741 por el TL081. Comentar si existe alguna variación en el funcionamiento del circuito.
Rta: No hemos notado ninguna variacion en el funcionamiento del circuito.
8) Usando el LM741 ensayar ahora el amplificador, aumentandole la frecuencia del generador hasta 1KHz. Verificar que la ganancia de tension deja de responder al cociente entre R2 y R1.
9) Volver a ajustar el generador de señales a 1KHz y medir la impedancia de entrada del amplificador inversor visto desde los terminales de entrada de Vs, utilizando el metodo de la maxima transferencia de energia.
Conclusiones:
Este trabajo práctico nos sirvió para comprender y razonar como funcionan los amplificadores operacionales, que problemas pueden surgir en circuitos con estos componentes y de que manera se pueden resolver dichos problemas.
