Que Es Un Amplificador Operacional No Inversor: Circuito De Amplificador Operacional

La configuración de amplificador no inversor es una de las formas más populares y ampliamente utilizadas de circuito de amplificador operacional y se utiliza en muchos dispositivos electrónicos.

El circuito de amplificador no inversor proporciona una alta impedancia de entrada junto con todas las ventajas obtenidas al utilizar un amplificador operacional.

Aunque el circuito básico de amplificador operacional no inversor requiere el mismo número de componentes electrónicos que su homólogo inversor, se utiliza en aplicaciones en las que la alta impedancia de entrada es importante.

Circuito de amplificador no inversor

El circuito electrónico básico del amplificador operacional no inversor es relativamente sencillo. En este diseño de circuito electrónico, la señal se aplica a la entrada no inversora del amplificador operacional. De este modo, la señal en la salida no se invierte en comparación con la entrada.

Sin embargo, la retroalimentación se lleva desde la salida del op-amp a través de una resistencia a la entrada inversora del amplificador operacional donde otra resistencia se lleva a tierra. Tiene que ser aplicada a la entrada inversora ya que es una realimentación negativa.

Es el valor de estas dos resistencias el que gobierna la ganancia del circuito del amplificador operacional ya que determinan el nivel de retroalimentación.

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Ganancia del amplificador no inversor

La ganancia del circuito no inversor del amplificador operacional es fácil de determinar. El cálculo gira en torno al hecho de que la tensión en ambas entradas es la misma. Esto se debe a que la ganancia del amplificador es muy alta.

Si la salida del circuito se mantiene dentro de los carriles de alimentación del amplificador, entonces la tensión de salida dividida por la ganancia significa que prácticamente no hay diferencia entre las dos entradas.

Como la entrada del amplificador óptico no consume corriente, esto significa que la corriente que fluye en las resistencias R1 y R2 es la misma. La tensión en la entrada inversora se forma a partir de un divisor de potencial formado por R1 y R2, y como la tensión en ambas entradas es la misma, la tensión en la entrada inversora debe ser la misma que la de la entrada no inversora. Esto significa que Vin = Vout x R1 / (R1 + R2). Por lo tanto, la ganancia de tensión del circuito Av se puede tomar como:

Donde:

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• Av = ganancia de tensión del circuito del amplificador óptico
• R2 = resistencia del resistor de retroalimentación en Ω
• R1 = resistencia de la resistencia a tierra en Ω

Como ejemplo, un amplificador que requiera una ganancia de once podría construirse haciendo que R2 sea de 47 k ohmios y R1 de 4,7 k ohmios.

Impedancia de entrada del amplificador no inversor

La impedancia del circuito del amplificador operacional no inversor es particularmente alta. La impedancia de entrada de este circuito amplificador operacional puede ser típicamente muy superior a 107Ω.

Para la mayoría de las aplicaciones del circuito, cualquier efecto de carga del circuito en las etapas anteriores puede ser completamente ignorado ya que es tan alto, a menos que sean excesivamente sensibles.

Esta es una diferencia significativa con respecto a la configuración inversora de un circuito de amplificador operacional que sólo proporcionaba una impedancia relativamente baja dependiente del valor de la resistencia de entrada.

Acoplamiento de CA de un amplificador no inversor

En la mayoría de los casos es posible acoplar el circuito a la corriente continua. Cuando se requiere el acoplamiento de CA, es necesario asegurarse de que el amplificador no inversor tiene un camino de CC a tierra para la corriente de entrada muy pequeña que se necesita para polarizar los dispositivos de entrada dentro del CI.

Esto se puede lograr mediante la inserción de una resistencia de alto valor, R3 en el diagrama, a tierra como se muestra a continuación. El valor de esto puede ser típicamente 100kΩ o más. Si no se inserta esta resistencia, la salida del amplificador operacional será conducida a uno de los carriles de tensión.

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Al insertar una resistencia de esta manera se debe recordar que la combinación condensador-resistencia C1 / R3 forma un filtro de paso alto con una frecuencia de corte. El punto de corte se produce a una frecuencia en la que la reactancia capacitiva es igual a la resistencia.

Del mismo modo, el condensador de salida debe elegirse de manera que sea capaz de pasar las frecuencias más bajas necesarias para el sistema. En este caso, la impedancia de salida del amplificador óptico será baja y, por lo tanto, es probable que la mayor impedancia sea la de la etapa siguiente.

Amplificador no inversor de alimentación única

Los circuitos de amplificadores operacionales se diseñan normalmente para funcionar con dos suministros, por ejemplo, +9V y -9V. Esto no siempre es fácil de conseguir y, por lo tanto, a menudo es conveniente utilizar una versión de un solo extremo o de una sola alimentación del diseño del circuito electrónico. Esto puede lograrse creando lo que suele denominarse un carril de media alimentación.

Lee: Fundamentos De Los Op-Amp: ¿Qué Es Un Amplificador Operacional?

El circuito del amplificador operacional no inversor está polarizado a la mitad de la tensión del carril. Estableciendo el punto de funcionamiento en este voltaje, se puede obtener el máximo de oscilación en la salida sin recortes.

Al utilizar este circuito hay que tener en cuenta algunos puntos:

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• Tensión de polarización: El voltaje de polarización para el amplificador no inversor se establece mediante R3 y R4. Normalmente la impedancia de entrada del propio amplificador óptico será mayor que las resistencias y por lo tanto puede ser ignorada. Normalmente la tensión de polarización se ajusta a la mitad de la tensión de carril para permitir que la salida pueda oscilar igualmente en cualquier dirección sin recortar. R3 y R4 serán normalmente del mismo valor.
• Impedancia de entrada: La impedancia de entrada de esta disposición será menor que la del amplificador operacional por sí solo. La impedancia de entrada de todo el circuito amplificador no inversor será R3 en paralelo con R4 en paralelo con la impedancia de entrada del amplificador óptico. En realidad, esto equivale normalmente a R3 en paralelo con R4, es decir, (R3 x R4) / R3 + R4).
• Condensador C3: La fuga del condensador C3 debe ser muy baja, de lo contrario la corriente de fuga perturbará el circuito y correrá hacia el carril. Los condensadores electrolíticos no funcionan en esta posición, ya que su corriente de fuga es demasiado alta y el circuito corre hacia el carril de alimentación.
• Condensadores de entrada y salida: Como en cualquier diseño de circuito electrónico, los condensadores de entrada y salida deben ser elegidos para pasar las frecuencias más bajas sin atenuación indebida.

La configuración del amplificador no inversor que utiliza un amplificador operacional es particularmente útil para los diseños de circuitos electrónicos en dispositivos electrónicos donde se requiere una alta impedancia de entrada. El circuito amplificador no inversor es fácil de construir y funciona bien y de forma fiable en la práctica.