4. Resistencia de entrada de circuitos op-amp.

CORRIENTE - 4. Resistencia de entrada de circuitos de amplificador operacional

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Resistencia de entrada de circuitos op-amp.

La resistencia de entrada del amplificador operacional ideal es infinita. Sin embargo, la resistencia de entrada a un circuito compuesto por un amplificador operacional ideal conectado a componentes externos no es infinita. Depende de la forma del circuito externo.

Primero consideramos el inversión amplificador operacional. El circuito equivalente para el amplificador operacional inversor de la Figura (3) “El amplificador operacional inversor” se muestra en la Figura 10 (a).

Figura 10- Resistencia de entrada, amplificador inversor

La Figura 10 (b) muestra el mismo circuito reorganizado para simplificar el análisis. Tenga en cuenta que hemos adjuntado una fuente de voltaje de "prueba" a la entrada para calcular la resistencia equivalente. Dado que el circuito contiene una fuente de voltaje dependiente, no podemos encontrar la resistencia de entrada simplemente combinando resistencias. En cambio, encontramos la resistencia de entrada reemplazando la fuente de señal de entrada y su resistencia asociada con una fuente de prueba de voltaje especificado, v_test, y luego calcule la corriente entregada por la fuente de prueba al circuito, i_test. Alternativamente, podríamos usar una fuente de prueba actual, i_test, y resolver el voltaje entregado al circuito, v_test. Usando cualquiera de las técnicas, podemos calcular la resistencia a partir de la ley de Ohm.

La ecuación de bucle está dada por,

(26)

La resistencia de entrada equivalente es entonces

(27)

A medida que la ganancia de bucle, G, se acerca al infinito, el primer término en la ecuación (27) se acerca a cero y la resistencia de entrada se acerca R_a. Por lo tanto, la resistencia de entrada vista por la fuente es igual al valor de la resistencia externa, R_a. Esto verifica la propiedad del terreno virtual ya que el resultado indica que la entrada inversora es equivalente a un terreno.

Ahora consideramos el amplificador inversor con dos entradas.

Esto se muestra en la Figura (11).

Figura 11 - Amplificador de inversión de dos entradas

Es un caso especial del circuito de la Figura (4) “Circuito amplificador operacional” mostrado anteriormente.

Dado que el voltaje en la entrada inversora al amplificador operacional es cero (tierra virtual), la resistencia de entrada vista por v_a is R_a, y eso visto por v_b is R_b. La entrada inversora "puesta a tierra" también sirve para aislar las dos entradas entre sí. Es decir, una variación en v_a no afecta la entrada v_b, y viceversa.

La resistencia de entrada para el amplificador no inversor se puede determinar consultando la configuración del circuito de la Figura (5) “Amplificador no inversor”. Vea el circuito equivalente en la Figura 12 (a).

Ninguna corriente pasa por R₁ ya que el v₊ La entrada al op-amp tiene una resistencia infinita. Como resultado, R_in a un terminal no inversor es infinito. Si un diseño necesita una gran resistencia de entrada, a menudo utilizamos un amplificador operacional sin inversión de una sola entrada. Tal configuración se llama buffer no inversor Si tiene una ganancia de voltaje de unidad. 

Por lo tanto, la situación cambia cuando vamos a un amplificador operacional sin inversión de entrada múltiple, como se muestra en la Figura 12 (b). El circuito equivalente se muestra en la Figura 12 (c). Estamos asumiendo que la resistencia asociada con cada fuente, (r₁, r₂ y r₃) es cero ohmios. Cuando aplicamos la fuente de prueba para calcular la resistencia de entrada para circuitos de entrada múltiple, usamos superposición. Por lo tanto, aplicamos la fuente de prueba en cada entrada por separado mientras deshabilitamos las otras entradas (cortocircuitos para fuentes de voltaje y circuitos abiertos para fuentes de corriente de acuerdo con el principio de superposición). Las diferentes resistencias de entrada son entonces

(28)

APLICACIONES

Analice los siguientes circuitos en línea utilizando el simulador de circuitos TINACloud haciendo clic en los enlaces a continuación.

1- Resistencia de entrada de una simulación de circuito de amplificador inversor

2- Resistencia de entrada de una simulación de circuito de amplificador inversor de dos entradas

Este concepto puede extenderse fácilmente a n entradas

Figura 12- Resistencia de entrada de un amplificador no inversor

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