Electricidad y Electrónica

En  los capítulos 11 y 13 se describieron algunos amplificadores de válvulas de
vacío y de transistores, aplicados a diversos fines, por ejemplo el de convertir en
sonido la señal de un micrófono, o el de encender automáticamente una lámpara
cuando la luz del día deja de iluminar un fotorresistor. Esas funciones, y muchas
más, se pueden hacer también con los amplificadores operacionales disponibles
hoy en la industria. 
Los amplificadores operacionales se inventaron para las ya obsoletas computa-
doras analógicas, pero su universalidad y facilidad de adaptación los hacen apro-
piados  para  cumplir  muy  diversas  funciones,  con  sólo  agregarles  uno  o  dos
resistores, o capacitores, según la aplicación.
Un amplificador operacional, abreviadamente AO, OA u op-amp, es un am-
plificador diferencial; esto es, amplifica la diferencia, o resta, entre dos tensiones
eléctricas de entrada. 
Sin ocuparnos, por ahora, de los detalles – que varían con los fabricantes y
modelos – podemos ver en la figura, la composición interna de un amplificador
operacional. Nótese que los símbolos de los transistores carecen de círculo, porque
comparten el encapsulado.
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
178
Amplificadores
operacionales
Amplificador  opera-
cional LM741CN, de 4
a  12  V,  500  mW;  en-
trada hasta 0,4 V; ga-
nancia 15.000, encap-
sulado  DIP  (dual  in-
line package, encap-
sulado dual en línea),
de aproximadamente
un  centímetro  de
largo.
l
Amplificador
diferencial, de
entrada dual y
salida balanceada
Amplificador
diferencial, de
entrada dual y
salida desequilibrada
+
-
R1
R2
R5
R6
R7
R8
R9
R3
R4
+Vcc
-Vcc
Vo
Seguidor
emisórico
Etapa de
salida
Seguidor  emisórico.
La tensión de entrada,
V
i
,  es  prácticamente
igual a la de salida, V
o
.
Pero,  a  la  salida  hay
más corriente dispo-
nible.  Cuando  entra
un microampere a la
base   del transistor, la
caída de tensión en el
resistor  de  10  k
 es
de 10 mV. Si el factor
beta  del  transistor
vale 100, para que la
tensión de salida su-
fra  la  misma  merma,
se puede extraer una
corriente  cien  veces
mayor, 10 mA.
Este circuito, que am-
plifica corriente pero
no tensión, es similar
al  antiguo    seguidor
catódico,  de  triodos
de vacío.
l
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Entre los puntos +V
CC
y –V
CC
se aplican, por ejemplo, +12 V y –12 V con
respecto a tierra. A la izquierda, + y – son los contactos de entrada. A la derecha,
V
0
es la tensión de salida con respecto a tierra.
El circuito incluye un amplificador de entrada, uno adicional inmediato, un
amplificador seguidor emisórico, que permite obtener más corriente, y un cuarto
amplificador a la salida. Esa división en etapas permite un mejor control, que el
que se obtendría con sólo dos transistores.
Símbolo del amplificador operacional
Es cómodo representar un amplificador operacio-
nal con un triángulo y cinco contactos. Dos de ellos
son para la alimentación simétrica de tensión continua,
por ejemplo +12 V y –12 V con respecto a tierra, o con
respecto a un punto de referencia del circuito, aunque
no esté a tierra. Los dos contactos de la izquierda son
los de entrada; y el de la derecha, el de salida. 
En vez de –V
CC
y +V
CC
se suele indicar, con más generalidad y sin el signo,
V
CC
y V
EE
, que se interpretan como la tensión en los colectores y la tensión en los
emisores, que son positiva y negativa, respectivamente, cuando los transistores del
amplificador operacional tienen polaridad N, la más común.
Las entradas + y – se llaman, respectivamente, entrada no inversora, y entrada
inversora. Los signos + y – son los nombres de las entradas, y no la polaridad ver-
dadera de las tensiones que se les apliquen. 
Funcionamiento ideal
Las entradas tienen una resistencia muy elevada, idealmente infinita y, cuando
se les aplica una tensión, no circula corriente, o ésta es insignificante.
Cuando la entrada + está a un potencial eléctrico mayor que el de la entrada,
esto es, cuando + es positiva con respecto a, el potencial de salida es de +12 V, o el
valor positivo de la alimentación, si fuera diferente de 12 V.
Cuando la entrada + se encuentra a un potencial eléctrico menor que el de la
entrada –, esto es, cuando + es negativa con respecto a –, el potencial de salida es
de –12 V, o el valor negativo de la alimentación, si fuera diferente de 12 V.
Para que la salida sea siempre extrema positiva, o extrema negativa, no importa
–idealmente– cuán pequeña sea la diferencia entre los potenciales de entrada. Pero
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A m p l i f i c a d o r e s   o p e r a c i o n a l e s
Ajuste de cero de un
amplificador  opera-
cional.  Con  las  dos
entradas a tierra, se
ajusta el resistor va-
riable, o potencióme-
tro,  hasta  que  la
tensión de salida sea
nula. Después se eli-
minan  las  conexio-
nes  a  tierra,  y  se
usan  normalmente
las entradas.
Hay  amplificadores
operacionales que se
alimentan  con  una
sola tensión, y no con
dos simétricas. En la
figura, el componente
LM358N, con dos op-
amps  en  la  misma
cápsula. Tiene la ven-
taja de que se puede
usar una sola batería
como fuente, conec-
tada entre +V y cero.
Pero, naturalmente, la
tensión de salida está
siempre comprendida
entre cero y +V.
l
l
 
+ 
– 
+
V
CC
 
–
V
CC
 
+V
CC
-V
CC
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