Amplificador Operacional Notas de clase

Introducción

ƒ Habíamos impuesto una serie de características en el AO ideal.

ƒ En general estas características ideales se verifican para frecuencias y ganancias bajas.

ƒ Es decir, si ensayo a altas frecuencias y/o con grandes ganancias, aparecen en juego varias limitaciones.

1.2 Limitantes más importantes

Podemos realizar una tabla comparativa:

AO ideal AO real

a) La ganancia a lazo abierto se La ganancia a lazo abierto es muy

consideraba infinita. grande sólo hasta algunos Hz.

av = ∞ av ≠ ∞

b) Las corrientes de entrada se Aparecen corrientes de polarización.

consideraban nulas. Ientrada ≠ 0

Ientrada = 0

c) No existía offset de tensión. Aparece offset de tensión.

con ed = 0 → Vo = 0 eos ≠ 0

d) La impedancia de entrada se Existe una impedancia de entrada

consideraba infinita. finita.

Zi = ∞ Zi ≠ ∞

e) Considerábamos una impedancia de La impedancia de salida no es nula.

salida nula, por lo tanto el AO podía Zo ≠ 0

cargarse con cualquier RL sin que

modifique su nivel de salida Vo.

Zo = 0

f) Considerábamos que la ganancia a lazo AB ≠ ∞ aparecen frecuencias de corte

abierto se mantenía infinitamente muy bajas.

grande para toda frecuencia, por lo que:

AB→∞

g) Suponíamos que el AO era un FR≠∞

amplificador diferencial ideal por lo Aparece una dependencia de la entrada

que el factor de rechazo era infinito. a modo común en la salida.

FR=∞

1.2.1 Observaciones

- Notar que se consideran como dos no idealidades diferentes a los puntos b) y d).

- Aparentemente la limitación de AB ≠ ∞ con frecuencia de corte muy baja es una no idealidad muy fuerte respecto al AO ideal. Veremos cómo influye finalmente en un circuito realimentado.

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1.3 Otras limitantes

Existen otras limitantes o errores que estudiaremos y que usualmente no se consideran a la hora de analizar idealmente un circuito con AO.

Son:

ƒ Slew Rate (SR)

ƒ Tensión de entrada a modo común máxima (ec max)

ƒ Corriente de salida máxima (Iomax)

ƒ Niveles de saturación a la salida (VM, Vm)

ƒ Factor de rechazo a fuente de alimentación (PSRR)

ƒ No linealidad de la ganancia.

1.4 Limitaciones estáticas y dinámicas

Para ordenar el estudio, agruparemos las limitaciones o características del AO real en “estáticas” y “dinámicas”.

Estáticas Dinámicas

Corrientes de polarización o de bias IB y Respuesta en frecuencia.

offset de corriente Ios.

Offset de tensión de entrada eos Slew Rate (SR)

Factor de rechazo a modo común (CMRR) Impedancia de entrada Zi y de salida Zo.

Factor de rechazo a fuente de

alimentación (PSRR)

1.4.1 Observaciones

- En general, las limitaciones estáticas que hemos enumerado no pueden corregirse con realimentación negativa, por lo que deben estudiarse métodos de corrección a aplicar con cada configuración.

- El criterio general de análisis de los errores que introducen estas limitaciones (estáticas y dinámicas), en un circuito concreto, es analizarlas de una por vez y superponerlas.

- Para introducir el análisis de estos errores y estudiar el comportamiento del AO real nos basaremos en un “modelo simplificado” del AO. Luego estudiaremos el esquema circuital del 741 e identificaremos sus bloques constitutivos.

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1.5 Modelo simplificado de un AO real

El siguiente es un buen circuito aproximado que utilizaremos para estudiar los errores del AO real.

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