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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS
DEPTO. INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS II
Tema 2: Parámetros Básicos del Op Amp
Preparado por: J.I. Huircán
Profesor: J. Huircán
OBJETIVOS
Polarizar correctamente el Amplificador Operacional.
Determinar experimentalmente los parámetros más relevantes de un Amplificador
Operacional.
Familiarizarse con técnicas de compensación de OFFSET.
INTRODUCCIÓN
En la práctica los Amplificadores Operacionales (Op Amp) se fabrican en diferentes tipos de
encapsulados. Estos reciben el nombre de Circuitos Integrados y pueden contener uno o más
Op Amp. Los fabricantes acostumbran a entregar un manual con las características técnicas,
junto con la descripción de los pines o terminales de estos circuitos integrados. Esta
información nos permite determinar las posibles aplicaciones del Op Amp y las limitaciones que
eventualmente, en un diseño particular pudiera tener. Existen sin embargo, algunos
parámetros que pueden influir negativamente en la respuesta del circuito diseñado y que
lamentablemente son característicos de cada amplificador en particular. La corrección de
estos parámetros no siempre es factible de realizar en forma externa, existen algunas
configuraciones que permiten medir y en algún caso corregir estos parámetros a objeto de
disminuir al mínimo el error en el funcionamiento del circuito diseñado. En el presente
laboratorio se miden distintos parámetros del Op Amp, de tal forma de apreciar los rangos y
magnitudes de éstos con el fin de que sean considerados en aplicaciones más complejas.
BASIC REVIEW
En el Op Amp real si ambas entradas son iguales, la salida es distinta de cero, pues existe una pequeña
tensión de desplazamiento llamada Offset. Esta se especifica por el fabricante por Vio, IB e Iio. Se
definen los dos primeros parámetros dado que Iio es la diferencia de las corrientes de entrada IB- e IB+.
Tensión de desplazamiento (Offset) en la entrada Vio
Esta tensión desplazamiento en la entrada Vio, se define como la tensión de entrada necesaria para que
la salida sea igual a cero. Observe que si este valor es distinto de cero, el Op Amp amplificará cualquier
desplazamiento en la entrada, provocando un error grande en corriente continua en la salida.
Este parámetro es independiente de la ganancia del Op Amp, y su polaridad puede ser positiva o
negativa. El efecto del voltaje Vio, se modela como una fuente de tensión continua en una de las
entradas del Op Amp ideal como se indica en la Fig 1.
_ V
io
_
+ _
vo
A
+
Vio
+
Fig. 1. Modelo de Vio.
Laboratorio de Circuitos Electrónicos II -2015
Corriente de polarización de entrada (IB)
Las entradas del Op Amp ideal no requieren corriente, sin embargo, en el caso real ingresa una corriente
de polarización en cada terminal de entrada. Esta corriente IB (la letra B corresponde a la abreviación
Bias) es la corriente de base del transistor de entrada, que se define como el promedio de las corrientes
de entradas individuales de un Op Amp. La corriente de polarización de entrada se puede modelar como
dos fuentes de corrientes como se indica en la Fig.2 y se determina de acuerdo a (1).
IB =
I B+ + I B−
2
(1)
_
IB
_
vo
+
IB+
Fig. 2. Modelo de IB.
Slew Rate (SR)
La respuesta de un Op Amp debida a un escalón no es instantánea. La velocidad que toma la salida en ir
desde un extremo a otro es la que se conoce como razón de cambio o Slew Rate (SR) y está medida en
(V/µs). De acuerdo a la Fig. 3 se determinan las variaciones y se calcula la pendiente.
t=0
_
t=0
vout
+
dV
+
vin
SR=dV/dt
dt
Fig. 3. Cálculo de SR.
Producto Ganancia - Ancho de Banda (GBP)
Es el producto de la Ganancia disponible y el Ancho de Banda a una frecuencia específica. En gran parte
de los Op Amp (compensados internamente en frecuencia) cuya respuesta en frecuencia cae con una
pendiente de 20 dB/dec, el GBP se considera constante. Este parámetro está ligado a la frecuencia a
ganancia unidad (ft) y en algunos casos son la misma cosa. A ganancia unitaria el GBP es igual al ancho
de banda calculado a esa ganancia.
Fig. 4. Cálculo de GBP.
Laboratorio de Circuitos Electrónicos II -2014
Relación de rechazo en modo común (CMRR)
Mide la habilidad de un Op Amp para rechazar señales en modo común. Si la misma señal alimenta a las
entradas inversora y no inversora respectivamente de una configuración diferencial, la salida vo debiera
ser cero, sin embargo, debido a la componente en modo común esto no ocurre. La capacidad de atenuar
esta componente es lo que se conoce como CMRR y se expresa en decibeles (dB) y las ganancia se
determinan de acuerdo a lo mostrado en la Fig. 5 y el parámetro se calcula en base a (3).
CMRR
dB
 A 
= 20 log  d  dB
 Acm 
(3)
Donde, Ad es la ganancia diferencial y Acm es ganancia en modo común.
_
_
vd
Amp Dif
+
vo
+
+
Ad =
Amp Dif
vic
vo
vi
vOC
+
Acm =
voC
viC
Fig. 5. Cálculo de Ad y Acm.
DESARROLLO TEÓRICO
1. ¿Investigue la distribución de pines del Op Amp indicados en la Tabla 1?
2. ¿Cómo se debe conectar la polarización del Op Amp?
3. ¿Cómo determinaría Usted el Ancho de Banda de un Op Amp dada cualquier configuración
o circuito?
4. La impedancia de entrada del Op Amp ¿De qué orden es? ¿Se puede medir directamente
con un óhmetro. ¿Por qué? ¿Como se puede medir? ¿Es Igual en todos los AO?
5. ¿A qué se denomina ganancia en lazo cerrado?
6. ¿Por qué es necesario hacer compensación de OFFSET?
7. ¿A qué se llama corriente de BIAS y corriente de Offset de entrada?
8. Defina:
a) Razón de Rechazo de Modo Común (CMRR)
b) Ganancia en Lazo Abierto.
c) Producto Ganancia por Ancho de Banda.
d) Slew Rate.
9.
Averigüe los valores de los parámetros mencionados para los Op Amp disponibles. ¿Entre
los diferentes AO los parámetros son todos del mismo orden de magnitud?
LISTADO DE OP AMP disponibles en el pañol: Consulte con el profesor cual va a utilizar en
laboratorio. Se usará el LM741 o µA741.
TABLA 1. Listado de Op Amp
LF351
LM318
TL066
LM747
Lf 356
Lf353
LM 741
LM324
OP-07
LM308
LM307
TLC272
Laboratorio de Circuitos Electrónicos II -2014
PREINFORME
Realice UNA tabla con los parámetros básicos de los Op Amp indicados en la lista
(dados por el manual). Los parámetros que han de ser medidos en laboratorio.
Layout de todas las configuraciones
configuraciones propuestas con todos los elementos del circuito.
Los circuitos se encuentran en el documento ActAct-Lab 02.
02 Esto es sumamente
importante, pues permitirá realizar un montaje más rápido de los circuitos.
ִ Los layout realizados deben ser absolutamente claros y completos, utilice el
documento layout.pdf.
Obs:
El layout es un diagrama en el cual se muestra la disposición física a de los
componentes, incluyendo las fuentes de alimentación y las excitaciones.
Revise las configuraciones y analice su dificultad con el fin acelerar el armado de los circuitos
Carpeta de trabajo Individual
Carpeta con Data sheet del Op Amp a utilizar de al menos 2 fabricantes
Copia del pre informe
BIBLIOGRAFÍA
[1]
[2]
[3]
Huircan, J. Especificaciones técnicas del Amp Operacional
Huircan,J. Análisis de Offset en Amplificadores Operacionales
Analog Device, Op Amp Applications Handbook, Jung, W. (ed) Newnes, 2005
Texas Instruments, Linear Circuits, 1989
National Semiconductor, Linear Semiconductor
Motorola, Linear Interfacing IC´s Vol. I y II
Laboratorio de Circuitos Electrónicos II -2014