Explore las configuraciones comunes de los amplificadores operacionales (op-amp) y sus usos en el diseño de circuitos electrónicos.
Introducción a las configuraciones comunes de op-amp
Un amplificador operacional (op-amp) es un componente electrónico versátil que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde amplificadores de audio hasta reguladores de voltaje y filtros. En este artículo, exploraremos algunas de las configuraciones más comunes de op-amp y sus usos principales.
Amplificador Inversor
La configuración de amplificador inversor es quizás la más común y reconocible de todas las configuraciones de op-amp. En un amplificador inversor, la señal de entrada se aplica a la entrada inversora (o «-«), mientras que la entrada no inversora (o «+») se conecta a tierra. La ganancia del amplificador se puede ajustar cambiando las resistencias en el circuito.
- Uso principal: Amplificar y/o invertir una señal.
- Características: Proporciona una amplificación con una fase de 180 grados con respecto a la señal de entrada.
Amplificador No Inversor
A diferencia del amplificador inversor, en la configuración no inversora, la señal de entrada se aplica a la entrada no inversora, mientras que la entrada inversora se conecta a un punto de referencia de voltaje a través de una resistencia.
- Uso principal: Amplificar una señal sin invertirla.
- Características: Proporciona una amplificación con la misma fase que la señal de entrada.
Seguidor de Voltaje (Buffer)
El seguidor de voltaje, también conocido como buffer, es una configuración de op-amp en la que la señal de entrada se aplica directamente a la entrada no inversora y la salida se retroalimenta a la entrada inversora. Esto resulta en una ganancia de uno (es decir, la salida es igual a la entrada), pero con la ventaja de una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida.
- Uso principal: Aislar etapas de un circuito para evitar la interferencia entre ellas.
- Características: Proporciona una ganancia de uno con la misma fase que la señal de entrada.
Comparador
Un comparador es una configuración de op-amp que compara dos voltajes: uno en la entrada no inversora y otro en la entrada inversora. Dependiendo de la comparación, la salida se va al nivel de saturación positivo o negativo.
- Uso principal: Detectar si una señal ha superado un cierto umbral.
- Características: No utiliza retroalimentación (abierta).
Estas son solo algunas de las configuraciones básicas de op-amp. En la próxima sección, discutiremos configuraciones más complejas y especializadas.
Configuración de Integrador
En la configuración de integrador, el op-amp se utiliza para realizar la operación matemática de integración en una señal de entrada. En esta configuración, un condensador se coloca en el circuito de retroalimentación, mientras que la resistencia se coloca en serie con la entrada.
- Uso principal: Generar una señal de salida que es la integral de tiempo de la señal de entrada.
- Características: Muy útil en aplicaciones analógicas y de procesamiento de señales.
Configuración de Diferenciador
La configuración de diferenciador es lo opuesto a la del integrador. Aquí, el op-amp se utiliza para realizar la operación de diferenciación en una señal de entrada. En esta configuración, la resistencia se coloca en el circuito de retroalimentación y el condensador en serie con la entrada.
- Uso principal: Generar una señal de salida que es la derivada de la señal de entrada.
- Características: Comúnmente utilizada en moduladores y demoduladores.
Configuración de Filtro Activo
El op-amp también puede configurarse para funcionar como un filtro activo. Los filtros activos son utilizados para seleccionar, amplificar o atenuar un rango específico de frecuencias de la señal de entrada. Los filtros más comunes incluyen el filtro paso-bajo, paso-alto, paso-banda y rechazo-banda.
- Uso principal: Selección de frecuencias específicas de una señal.
- Características: Puede diseñarse para amplificar la señal en el rango de frecuencias deseadas.
Conclusión
En resumen, los amplificadores operacionales son componentes electrónicos altamente versátiles con una gran cantidad de aplicaciones posibles. Al modificar la configuración de un op-amp, se puede usar para amplificar señales, invertir señales, integrar o diferenciar señales, y mucho más. Las configuraciones discutidas aquí son solo la punta del iceberg cuando se trata de lo que se puede lograr con los op-amps. Con una comprensión sólida de estas configuraciones básicas, uno puede comenzar a explorar las innumerables posibilidades que estos dispositivos ofrecen en el diseño de circuitos electrónicos.
