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Amplificadores Operacionales

1. Un poco de historia:

En 1965, la compañía Fairchild Semiconductor introdujo en el mercado el uA709, el primer amplificador operacional monolítico ampliamente usado. Aunque disfrutó de un gran éxito, esta primero generación de amplificadores operacionales tenía muchas desventajas. Este hecho condujo a fabricar un amplificador operacional mejorado, el uA741. Debido a que es muy barato y sencillo de usar, el uA741 ha tenido un enorme éxito. Otros diseños del 741 han aparecido a partir de entonces en el mercado. Por ejemplo, Motorola produce el MC1741, National Semiconductor el LM741 y Texas Instruments el SN72741. Todos estos amplificadores operacionales son equivalentes al uA741, ya que tienen las mismas especificaciones en sus hojas de características. Para simplificar el nombre, la mayoría de la gente ha evitado los prefijos y a este amplificador operacional de gran uso se le llama simplemente 741

2. Ideas básicas

Son llamados amplificadores operacionales porque podemos encontrar circuitos montados a base de estos amplificadores que realizan operaciones matemáticas, como por ejemplo sumadores, diferenciadores, integradores, comparadores... Etc. Son elementos muy usados en la electrónica analógica, como podrás comprobar en esta página, tienen un montón de aplicaciones.

La figura muestra el símbolo electrónico típico de un amplificador operacional. Este concretamente es una cuarta parte del LM324 ya que vienen 4 amplificadores operacionales en un mismo circuito integrado. En este ejemplo, los pines 4 y 11 son de alimentación. Un amplificador operacional se puede alimentar con tensión sencilla o con tensión simétrica. La tensión sencilla consiste en alimentar con dos cables, uno el positivo y el otro masa (por ejemplo a 12 voltios). La tensión simétrica consiste en alimentar el circuito con tres cables, uno el positivo, otro el de masa y otro el negativo, con la misma tensión que el positivo pero negativa (por ejemplo ±12)

La diferencia entre usar un tipo o el otro de alimentación está en lo que queramos obtener en la salida: si en la salida queremos obtener tensiones positivas y negativas tendremos que usar la alimentación simétrica, si solo queremos obtener tensiones positivas podemos usar alimentación simple. También tendrás que tener en cuenta que ni las entradas ni las salidas del operacional podrán sobrepasar los límites marcados por la alimentación, es decir, si alimentas a 12 V no esperes obtener 15 voltios a la salida.

Los pines 2 y 3 son las entradas, y el 1 es la salida. A la hora de analizar circuitos con amplificadores operacionales se dice que la corriente por las entradas inversora y no inversora del operacional es cero , quédate bien con esta idea porque es muy importante.

Observarás en el símbolo que una de las entradas tiene el signo + y en la otra el signo -. A la que tiene el signo + se le llama entrada no inversora, y a la que tiene el signo - entrada inversora. El funcionamiento del amplificador operacional depende del resto del circuito. De momento, lo único que puedo decir es que el amplificador operacional "lee" la tensión en la entrada no inversora, "le resta" la tensión de la entrada inversora, el resultado lo multiplica por un número muy grande y eso lo saca por la salida. Esto quizás no te ayude mucho a entender los circuitos con amplificadores operacionales pero poco a poco lo irás entendiendo.

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