Amplificador operacional IC (OP-AMP)

Los circuitos integrados de amplificador operacional (CI de amplificador operacional) se pueden utilizar para amplificar voltajes y corrientes más débiles.

Por ejemplo, la salida de un generador de señal es una corriente de 10 microamperios con una oscilación de 3 voltios, pero nuestro circuito necesita una señal de 3 voltios con una corriente de 3 miliamperios. Al utilizar un amplificador operacional, proporcionamos la corriente requerida sin necesidad de realizar cambios en el voltaje de la señal.

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Estructura del IC del amplificador operacional

En los artículos anteriores, presenté los IC (circuitos integrados) y aquí voy a hablar sobre la estructura/circuito interno del LM741 OP-Amp IC.

El rendimiento de otros circuitos integrados de amplificador operacional es generalmente el mismo.

Comenzamos con el orden de los pines de este IC:

El diagrama esquemático de este amplificador operacional se muestra a continuación:

El pin 8 es NC, lo que significa que no debe conectarse a ningún lado. El pin 1 es el pin desplazado y generalmente no necesitamos este pin.

Además, en los esquemas simplificados/conceptuales no es necesario extraer los pines de la fuente de alimentación (4 y 7).

La función principal de este IC es realizar operaciones matemáticas con las señales, pero debido a las interesantes propiedades de este IC, también se puede utilizar como oscilador.

Los pines del IC

7 (Vcc+) y 4 (Vcc-/Vss/GND): Estos pines están relacionados con la fuente de alimentación del IC. El mejor voltaje para el LM741 es entre 9V y 20V.

3 (IN+): El voltaje de entrada de este pin saldrá del pin de salida con la misma fase. Este pin de entrada también se denomina «entrada de la misma fase».

2 (IN-): El voltaje de entrada de este pin saldrá del pin de salida con la fase inversa. Este pin de entrada también se llama «entrada de desfasador».

6 (Salida): Aquí aparece el resultado de la señal aplicada en los otros pines.

Ahora examinemos el esquema del circuito interno de este IC:

Después de analizar el circuito anterior (asegúrese de hacer esto), encontrará que si el pin 2 está apagado, el pin 3 no tiene ninguna función en la salida.

Si el IC está encendido, el pin 2 reducirá la salida preestablecida del IC.

La función del pin 3 es solo enviar el voltaje de entrada del pin 2 a la salida, lo que hace que la salida que se redujo aumente.

Si el IC está perfectamente equilibrado, si los voltajes de entrada son iguales, la salida tendrá el mismo voltaje que cuando no hay ningún pin conectado.

Para comprender mejor esto, pruebe diferentes voltajes en las entradas y mida el voltaje de salida de un IC LM741CN con un multímetro.

Señales de CA (AC) y amplificador operacional.

Supongamos que pasan 2V por una ruta y lo reducimos a la mitad con este IC, ahora tenemos una salida de 1V. Si la entrada es de 3 voltios, la salida será de 1,5 voltios.

En la señal alterna ocurre lo mismo.

Si nuestro objetivo es amplificar una señal, todos sus puntos se multiplican por el factor de amplificación y se revelarán en la salida.

Las operaciones matemáticas sobre voltajes las realiza el amplificador operacional IC.

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La retroalimentación es una situación en la que uno de los pines de entrada del componente es alimentado por su salida.

Por ejemplo, en un amplificador operacional, conecte el pin de salida a la entrada del desfasador (ya sea directamente o con una resistencia).

Al utilizar la retroalimentación, se puede llegar a una lógica sobre el voltaje entre los pines, cuál de las disposiciones de retroalimentación se encuentra en el siguiente circuito:

Gain = 1 + R1/R2

Obviamente, si se reduce el voltaje de entrada del desfasador, el efecto de amplificación de voltaje también se reducirá, y si se reduce su corriente, la amplificación de voltaje será muy alta debido a la alta resistencia del pin de entrada.

Los circuitos matemáticos como sumador, multiplicador, restador, integrador, derivado y muchos otros circuitos se pueden crear utilizando esta propiedad.

Seguidora de voltaje (Voltage follower/buffer)

Si R1 tiene 0 ohmios (cortocircuito) y eliminamos R2, el circuito resultante se llama seguidor de voltaje.

En este caso, el voltaje de salida será igual al voltaje de entrada, pero la corriente se amplificará.

• La característica más importante de la salida del amplificador operacional IC en este caso es su estabilidad actual; si la entrada se debilita, la salida permanece casi constante.

Filtros

Si coloca una resistencia de 330 ohmios después del LM741CN, puede considerar la resistencia de salida de 1000 ohmios, y si la resistencia después del IC es superior a 3300 ohmios, la resistencia de salida del IC es igual a la misma cantidad de resistencias después del IC.

El OP-Amp simplificó los cálculos. También puede utilizar un amplificador de transistores para facilitar el cálculo.

El circuito anterior es un circuito de filtro de paso medio configurado a una frecuencia de 1000 Hz y está fabricado con la función de amplificación actual de este IC.

Es mejor utilizar una resistencia de carga para la entrada positiva del IC.

Circuito amplificador de señal

En el siguiente circuito, se amplifica la corriente de señal generada en VG1: