2. El amplificador inversor
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El amplificador inversor
Figura 3- El op-amp que invierte
La Figura 3 (a) ilustra un amplificador inversor con la retroalimentación, y la Figura 3 (b) muestra el circuito equivalente para este circuito ideal de amplificador operacional inversor. Hemos utilizado las propiedades del amplificador operacional ideal para modelar la entrada del amplificador operacional como un circuito abierto. La fuente controlada es Gvd, pero bajo los supuestos dados, no tendremos que usar esta información explícitamente. Queremos resolver el voltaje de salida, vsalir, en términos de la tensión de entrada, va. Escribimos ecuaciones para v+ y v– y luego establecer estas expresiones iguales entre sí. Desde la corriente hasta R es cero
(12)
También la ecuación de nodo de Kirchhoff en v– rendimientos
(13)
Como v+ = v– y v+ = 0, entonces v– También es cero. Por lo tanto, tenemos una ecuación en dos incógnitas, va y vsalir, por lo que podemos resolver para la ganancia de bucle cerrado como,
(14)
Tenga en cuenta que la ganancia de bucle cerrado, vsalir /va, es negativo (invertido) y depende solo de la relación de dos resistencias, RF /Ra. Es independiente de la muy alta ganancia de bucle abierto, G. Este resultado deseable es causado por el uso de retroalimentación de una parte del voltaje de salida para restar del voltaje de entrada. La retroalimentación de la salida a la entrada a través de RF Sirve para accionar la tensión diferencial, vd = v+ - v–, cerca de cero. Dado que la tensión de entrada no inversora, v+, es cero, la retroalimentación tiene el efecto de conducir v– a cero. Por lo tanto, en la entrada del amplificador operacional,
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No importa cuán complejo sea el circuito de amplificador operacional ideal, al seguir este sencillo procedimiento, el ingeniero puede analizar rápidamente (y pronto diseñar) los sistemas de amplificador operacional.
Ahora podemos ampliar este resultado al caso de entradas múltiples.
Figura 4- Op-amp circuit
El amplificador que se muestra en la Figura (4) produce una salida que es una suma ponderada negativa de varios voltajes de entrada.
Desde la corriente hasta R es cero v+ = 0. La ecuación de nodo en el terminal de entrada inversora está dada por la ecuación (16):
(16)
Como v+ = v–, entonces v+ = 0 = v– y encontramos vsalir en términos de las entradas de la siguiente manera:
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La extensión a n Las entradas son sencillas.
APLICACIONES
Analice los siguientes circuitos usando el simulador de circuito TINACloud para determinar Vsalir en términos de los voltajes de entrada haciendo clic en los enlaces de abajo.
1 - Simulación del circuito del amplificador de inversión simple
2 - Simulación del circuito del amplificador divisor de voltaje