5. Poniendo la teoría en práctica: Tres circuitos de amplificadores operacionales fundamentales
5.1 El amplificador inversor
La función principal de un amplificador inversor es amplificar la señal de entrada e invertir su signo, creando una diferencia de fase de 180 grados entre la entrada y la salida.
- Cómo funciona: El terminal no inversor (+) está conectado a tierra (0 V). Debido al cortocircuito virtual, el terminal inversor (-) también está a 0 V. La corriente que fluye por la resistencia de entrada R1 es V_i / R1. Dado que no fluye corriente hacia el terminal de entrada del amplificador operacional, esta misma corriente debe fluir por la resistencia de retroalimentación Rf. Esto crea una tensión de salida de V_0 = – (V_i / R1) * Rf.
- Fórmula de ganancia: V_0 / V_i = -(Rf / R1)
5.2 El amplificador no inversor
La función principal de un amplificador no inversor es amplificar la señal de entrada sin cambiar su signo o fase.
- Cómo funciona: La señal de entrada V_i se aplica directamente al terminal no inversor (+). Debido al cortocircuito virtual, la tensión en el terminal inversor (-) también es V_i. Esta tensión se determina mediante el divisor de tensión formado por Rf y R1, por lo que V_i = V_0 * (R1 / (R1 + Rf)).
- Fórmula de ganancia: V_0 / V_i = 1 + (Rf / R1)
5.3 El seguidor de voltaje
El seguidor de tensión es un caso especial de amplificador no inversor. Su propósito es generar una tensión de salida que siga exactamente la tensión de entrada, actuando como un búfer.
- Cómo funciona: La entrada V_i se aplica al terminal no inversor (+) y la salida se conecta directamente al terminal inversor (-). El cortocircuito virtual garantiza que V_0 (en el terminal inversor) sea igual a V_i (en el terminal no inversor).
- Fórmula de ganancia: V_0 / V_i = 1
El poder de estas configuraciones simples abre un vasto mundo de diseño de circuitos electrónicos más avanzados.