Componentes de la electrónica: amplificadores de bucle abierto
Como su nombre indica, una de las mayoría de los usos electrónicos básicos de un amplificador operacional es como un amplificador. Si se conecta una fuente de entrada a uno de los terminales de entrada y tierra el otro terminal de entrada, una versión amplificada de la señal de entrada aparece en el terminal de salida.
Un concepto importante en los circuitos op-amp es ganancia de voltaje, que simplemente representa la cantidad en que la diferencia entre los dos voltajes de entrada se multiplica para producir la tensión de salida. Si la diferencia de tensión de entrada es de 2 V y la tensión de salida es de 12 V, por ejemplo, la ganancia de voltaje del amplificador es 6.
Si simplemente aplicar una señal de entrada al terminal V-- de un amplificador operacional, el circuito se denomina amplificador de bucle abierto.
En el circuito op-amp de bucle abierto, la V+ entrada está conectada a tierra, y una señal de entrada se coloca en el V- entrada. En esta disposición, la tensión a amplificar es el mismo que el voltaje de la V- entrada. El circuito amplificador de bucle abierto funciona tanto para corriente alterna y continua.
La ganancia de voltaje en un circuito amplificador de bucle abierto es extraordinariamente alto - del orden de decenas o incluso cientos de miles de personas.
Supongamos que está utilizando un amplificador operacional cuya abierta bucle de tensión de ganancia es de 200.000 y que la fuente de alimentación es de 9 V. En ese caso, una tensión de entrada de 0,000025 V dará lugar a una tensión de salida de 5 V. Una tensión de entrada de 0,00004 V le dará una tensión de salida de 8 V.
La tensión de salida nunca puede exceder la tensión de alimentación. De hecho, la tensión de salida máxima por lo general es de aproximadamente 1 V menor que la tensión de alimentación. Así que si estás usando un par de baterías de 9 V para proporcionar una fuente de alimentación de 9 V, la tensión de salida máxima es de 8 V.
Como resultado, la mayoría de los que un circuito op-amp de bucle abierto con una ganancia de bucle abierto de 200 000 puede amplificar de manera fiable es 0,00004 V. Si la diferencia de tensión de entrada es mayor que cualquier 0,00004 V, se dice que el amplificador operacional para ser saturado, y la tensión de salida irá al máximo.
No importa la cantidad de dinero que invirtió en un voltímetro de alta calidad, que no es lo suficientemente sensible para medir voltajes tan pequeño. Los físicos en Cal Tech pueden ser capaces de medir tensiones de ese tamaño, pero para todos los fines prácticos, 0,00004 V es el mismo que 0 V.
Como resultado, una de las características básicas de un circuito op-amp de bucle abierto es que si la diferencia de tensión de entrada es distinto de cero, el amplificador operacional será saturada, y la tensión de salida será el mismo en su máximo. Así que si la tensión de salida máxima es de 8 V, la salida será uno de los tres voltajes: 8 V, 0 V, o -8 V.