En este objeto de aprendizaje se realiza la introducción al tema de la unidad y se señalan algunas de las principales propiedades de los amplificadores operacionales.
El amplificador operacional
Introducción
En 1934, Harry Black, un trabajador de los laboratorios Bell en Nueva Jersey, se encontró con que las líneas de teléfono que conectaban largas distancias entre ciudades, necesitaban amplificadores para mejorar sus transmisiones. Esa es la primera conceptualización del amplificador.
Se realizaron muchos intentos para construir un amplificador estable, pero los cambios de temperatura y las fuentes alimentación variables causaban ganancias incontrolables en los dispositivos. La solución fue construir amplificadores con componentes activos y que tuvieran mayores ganancias de lo que requirieran las aplicaciones.
El primer amplificador operacional en circuito integrado fue creado por Bob Wildar en la empresa Fairchaild en 1965.
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El amplificador operacional está diseñado originalmente con componentes discretos, y fueron concebidos para resolver ecuaciones matemáticas electrónicamente. Puede realizar operaciones como la suma, resta, multiplicación y la división. En la actualidad son producidos como circuitos integrados. Los amplificadores operacionales tienen bastantes usos, entre los cuales se encuentran los amplificadores de voltaje de corriente directa (cd), y los de corriente alterna (ca).
Sus propiedades principales son:
- Una ganancia de voltaje en lazo abierto muy alta (infinita, idealmente) para cd y para frecuencias bajas de ca, la cual decrece cuando la frecuencia incrementa (este efecto no se aplica para amplificadores ideales).
- Una impedancia de entrada muy alta, idealmente infinita, cuando la corriente circula por el dispositivo.
- Una impedancia de salida muy baja, 0Ω idealmente, lo cual hace que la transferencia de voltaje sea muy eficiente con cualquier carga mayor a algunos kΩ .
El símbolo del circuito que representa un amplificador operacional se muestra en la siguiente figura.
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Donde a 
se le llama entrada invertida, 
es la entrada no inversora, 
representa los voltajes de alimentación tanto positivo como negativo y 
es el voltaje de salida.
Un amplificador operacional es básicamente un amplificador de voltaje diferencial, es decir, amplifica la diferencia que encuentra en ambas entradas. Con lo anterior, existen tres posibilidades:
- Si 
, entonces el voltaje de salida es positivo.
- Si 
, entonces el voltaje de salida es negativo.
- Si 
, entonces el voltaje de salida es cero.
En general, podemos encontrar la relación entrada-salida del amplificador operacional ideal, como se muestra en la ecuación:
,
o expresada como ganancia:
.
La figura de abajo muestra la imagen de un amplificador operacional.
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