Amplificación

La necesidad de amplificar las señales es casi una necesidad constante en la mayoría de los sistemas electrónicos. En este proceso, los transistores desarrollan un papel fundamental, pues bajo ciertas condiciones, pueden entregar a una determinada carga una potencia de señal mayor que la que absorben.
El analisis de un amplificador mediante su asimilación a un cuadripolo (red de dos puertas), resulta interesante ya que permite caracterizarlo mediante una serie de parámetros relativamente simples que nos proporcionan información sobre su comportamiento.

 

De esta forma podemos definir los siguientes parámetros:

1. Ganancia de tensión (normalmente en decibelios): A_v = V_o / V_i
2. Impedancia de entrada (ohmios): Z_i = V_i / I_i
3. Impedancia de salida (ohmios): Z_o = V_o / I_o (para V_g = 0)
4. Ganancia de corriente (normalmente en decibelios): A_i = I_o / I_i
5. Ganancia de potencia (normalmente en decibelios): A_p = P_o / P_i

Un amplificador será tanto mejor cuanto mayor sea su ganancia de tensión y menor sea su impedancia de entrada y salida.

En cuanto a la frecuancia, los amplificadores dependen de esta, de forma que lo que es válido para un margen de frecuencias no tiene porqué serlo necesariamente para otro. De todas formas, en todo amplificador existe un margen de frecuencias en el que la ganancia permanece practicamente constante (banda de paso del amplificador).
El margen dinámico de un amplificador es la mayor variación simétrica de la señal que es capaz de presentar sin distorsión a la salida; normalmente expresado en voltios de pico (V_p) o voltios pico-pico (V_pp).

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

El amplificador operacional es uno de los circuitos integrados más importantes y usados en las aplicaciones analógicas. Tiene como ventajas más interesantes su bajo coste, supequeño tamaño y su versatilidad, que permite un uso generalizado en amplificación, filtros, computación analógica, comparación, rectificación, etc..

Un amplificador operacional (desde ahora AO) tiene básicamente tres terminales, tal y como vemos en la ilustración. Estos son las dos entradas (una negativa y otra positiva) y la salida. Por supuesto tiene otros terminales como los destinados a su alimentación y compensación.

Símbolo del AO

Según observamos en el modelo, el AO se puede representar por una impedancia de entrada (muy alta), otra de salida (baja) y una ganancia de voltaje (muy alta). A continuación vemos una tabla con los parámetros típicos de los AO.

Modelo del AO

Valores típicos aproximados de los OA

Se acostumbra a idealizar el AO, por lo que podemos considerar la resistencia de entrada nula y la de salida infinita. También son infinitos la ganancia de voltaje y el ancho de banda.
Este concepto de AO ideal hace que el análisis y diseño de circuitos con AO sea muy simple, y los resultados preliminares con este concepto suelen ser suficientes en muchos casos.