Lab Electronica

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AMPLIFICADOR OPERACIONAL DISCRETO, CARACTERÍSTICAS, CARACTERÍSTICAS, PRINCIPALES CONFIGURACIONES. Jhainer Alexander ropero gutierrez  Alexander correa gil Henry Daniel jimnez Oviedo Jesus Alberto Montenegro maestre

Los prime primero ros s ampli amplifi fica cador dores es RESUMEN: Los operacionales usaban el componente básico de su tiempo: la válvula de vacío. El uso generalizado de los AOs no comenzó realmente hasta los años !" cuando empezaron a aplicarse las t#cnicas de estado sólido al diseño de circuitos amplificadores oper operac acio iona nale les" s" fabr fabric icán ándo dos se módu módulo los s $ue $ue realizaban la circuitería interna del amplificador operacional operacional mediante diseño discreto discreto de estado estado sólido.

1 INTRODUCCIÓN El conc concep epto to orig origin inal al del del AO %amplificador  procede del campo de los operacional & computadores analógicos" en los $ue comenzaron a usarse t#cnicas operacionales en una #poca tan temp tempra rana na como como en los los años años '!. '!. El nomb nombre re de amplificador operacional  deriva iva del concep concepto to operacional der de un amplificador dc %amplificador acoplado en continua& con una entrada diferencial ( ganancia e)tremadamen e)tremadamente te alta" cu(as cu(as característ características icas de oper opera ación ción esta estaba ban n dete determ rmin inad adas as por por los los eleme lement ntos os de rea realime liment ntac ació ión n uti utiliza lizado dos s. *amb *ambia iand ndo o los tipo tipos s ( dis dispos posici ición de los los elementos de realimentación" podían implementarse diferentes operaciones analógicas+ en gran medida" las características globales del circui circuito to estaba estaban n determi determinad nadas as sólo por por esto estos s elementos de realimentación. ,e esta forma" el mismo amplificador era capaz de realizar diversas oper operac acio ione nes" s" ( el desa desarr rrol ollo lo grad gradua uall de los los ampl amplif ific icad ador ores es oper operac acio iona nale les s dio dio luga lugarr al nacimiento de una nueva era en los conceptos de diseño de circuitos.

 Asumiendo ue la resistencia de entrada del ampli!icador es de "#$ es posible determinar el valor de la corriente de cada colector  %c y &c.  Asumimos ue el diodo es ideal &'(

 R 1 R 2  R 1 + R 2

Despejamos r" &"(

 RBR 2  RB − R 2 −

Hallamos &' &'( )$"* &E *(+,) &'( )$"-+,)-" &'( +,/  A01M%MO0 &+ &+( 2)

La primera etapa es ! amp"i#i$a%&r %i#ere!$ia" Es una combinación de las dos confguraciones anteriores. Aunque está basado en los otros dos circuitos, el amplifcador dierencial tiene características únicas. Este circuito, mostrado en la fgura 4, tiene aplicadas señales en ambos terminales de entrada, y utilia la amplifcación dierencial natural del amplifcador operacional.

&"(

−( 28  K ) ( 50 K  ) 28  K  −50 K 

&"( 3+ 4O5 15 D%6%0O& DE 6O78AJE O'8E5EMO0

1

.

6'(

 K  60 K + 50 K  − 30∗ 60

&4( +$+)

6'( 9"3.+36

LA SEGUNDA ETAPA ES UN SEGUIDOR EMISOR PARA ACOPLE DE IMPEDANCIAS El voltaje de salida siempre es ligeramente menor ue la se?al de entrada$ debido a la ca@da de la base al emisor$ pero la aproximacin por lo general es buena. A di!erencia del voltaje del colector$ el voltaje estB en !ase con la se?al. Esto es$ tanto como mantendrBn sus valores picos positivos y negativos al mismo tiempo. El hecho de ue siga la magnitud de con una relacin dentro de !ase acredita la terminolog@a emisor9seguidor.

4O5 E7 E:1%6A7E58E DE 8HE6E5%%5 O'8E5EMO0

9"3.+3;&' 9"3.+3;+,

 IC   β  Ic

;).<;&E%c9=)()

280

0i se utilizan dos transistores C5C !ormando una con!iguracin darlington con :" 8%C>" y :+ D<", el !actor  'E8A aumenta considerablemente Croducindose un beta !inal de =3)). Cuede utilizar otros tipos de transistores.

;)$<;"%c9=)()

−16.26 + 30

%c(

1 280

 K 

+1

 A01M%0MO0 &E (" %c( "=.+> mA %c"(

%c"(

 IC  2 13.24 2

%c"( 3.3+ mA HA7AMO0 &4 64( "26 &4(

&4(

VCC −VC   Ic 1 30−15 6.62 mA 

2

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ue sin embargo no es tan elevada como en los de clase A. Esta corriente libre se limita al mBximo valor necesario para corregir la !alta de l inealidad asociada con la distorsin de cruce$ con apenas el nivel justo para situar a los transistores al borde de la conduccin. Este recurso obliga a ubicar el punto : en el l@mite entre la zona de corte y de conduccin.

&'( )$"* &E &'( )$"-3)-" &'(3 &"(

&"(

*(3) *F+(=3))

 RB∗ R 2  R 2− RB

644( =)6 &7( "O/ C(%F+-& 10 W 

−

 K ∗20 K  6 K −20 K 

−6

10

&"( ,$2>

%(

&+( +)

√

( %F+

10 10

%( " A 9=);&+"I;)$<9)$<;&+"I9=) ( )

LA TERCERA ETAPA ES UN AMPLIFICADOR CLASE '

+&+( 3) &+( =)/ 7os ampli!icadores de clase A' reciben una peue?a polarizacin constante en su entrada$ independiente de la existencia de se?al. Es la clase mBs comGn en audio$ al tener alto rendimiento y calidad. Estos ampli!icadores reciben su nombre porue con se?ales grandes se comportan como un clase '$ pero con se?ales peue?as no presentan la distorsin de cruce por cero de la clase '. 8ienen dos transistores de salida$ como los de clase '$ pero a di!erencia de estos$ tienen una grande corriente de polarizacin !luyendo entre los terminales de base y la !uente de alimentacin$

3

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( TIPOS DE LETRA

2 GRAFICOS, TA'LAS

4ualuier tipo de letra Arial es aceptada$ Arial 5arro o Arial 1nicode M0 pueden ser utilizadas. 0i no cuenta con stas en su procesador de textos$ utilice por  !avor el tipo de letra mBs cercano en apariencia a Arial.

8odos los grB!icos$ !otogra!@as y tablas se deben centrar. 8odo debe de incluirse en el art@culo. &ecuerde ue la calidad de los grB!icos$ !otogra!@as y tablas debe ser mejor ue los originales de origen.

N&ta: P&r #a)&r e)ite *a$er s& %e tip&s %e "etra %e" mapa %e $ara$teres +e !& sea! "&s at&ria%&s.

Es deseable colocar las tablas o !iguras al principio o al !inal de la columna.

- TETO PRINCIPAL

FOTOGRAFÍAS

3

7as tablas o !iguras muy grandes pueden ponerse abarcando las dos columnas de pre!erencia en la parte baja de la pBgina.

Escriba su texto en Arial de K Cts$ espacio simple. 5o utilice el doble espaciamiento. 8odos los pBrra!os deberBn iniciar con una sangr@a de ).<2 cm en el primer  rengln y justi!icados. Cor !avor deje un espacio en blanco entre pBrra!os.

5o colocar !iguras antes de su primera mencin en el texto. 7os ejes de las !iguras deberBn tener nombres y no s@mbolos.

7os t@tulos de la !igura y de las tablas deben ser en  Arial de K Cts o un tipo de letra semejanteI$ en cursiva. 1se mayGsculas slo en la primer palabra de cada t@tulo de las !iguras y de las 8ablas. 7as !iguras y las tablas se deben numerar separadamente. Cor ejemplo Ligura ". 7os t@tulos de la !igura deberBn estar centrados debajo de las !iguras. 7os t@tulos de las tablas deberBn estar  centrados arriba de las tablas.

EstB permitido si es necesario ue sus !iguras$ diagramas y tablas sean de pBgina completa.

1tilice expl@citamente la notacin exponencial en lugar de la letra LeN$ es decir 2.3x") 9=$ en vez de 2.3e9=.

Tabla 1.xxxxxxxx.

Enmarue las !iguras con l@neas de " punto de grosor. El t@tulo de las tablas se coloca sobre ellas$ mientras ue el de las !iguras se coloca debajo. Ejemplos

/ TITULO DE PRIMER NI0EL Cor ejemplo$ L 1 INTRODUCCIONN$ en Arial$ negrita de "+ pts$ mayGsculas$ justi!icado$ con un espacio en blanco antes y un espacio en blanco despus.

>." TITULO DE SEGUNDO NI0EL 4uando sea necesario este t@tulo$ deben ser en  Arial$ negrita$ de "" pts$ en mayGsculas$ justi!icado$ con un espacio en blanco antes$ y un espacio en blanco despus.

4uadro tomado de xx

/.1.1 TITULO DE TERCER NI0EL 7os t@tulos de tercer orden no son recomendables pero si es necesario$ deben ser en Arial de K pts$ en negritas$ mayGsculas$ justi!icado con un espacio en blanco antes$ y un espacio en blanco despus.

 PAGINACIÓN 4uando copie su manuscrito a la plantilla$ las pBginas se numerarBn automBticamente. Cor !avor no uite los nGmeros de pBgina. igura +. 4on!iguracin de emisor comGn. 8omado de xx

4

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3." IM4GENES A COLOR

7as re!erencias electrnicas 1&7I deben seguir el !ormato mostrado en P3Q.

Esta permitido el uso de imBgenes a color.

6 REFERENCIAS

7as citas$ re!erencias y ecuaciones deberBn de seguir los siguientes criterios

P"Q T. Obregn9Culido$ '. 4astillo98oledo and A. 7ou#ianov$ “A globally convergent estimator for n frequencies” $ %EEE 8rans. On Aut. 4ontrol. 6ol. ><. 5o 2. pp ,2<9,3=. May +))+. P+Q H. halil$ ”Nonlinear Systems” $ +nd. ed.$ Crentice Hall$ 5J$ pp. 2)923$ "KK3. [3] rancis. '. A. and U. M. Uonham$ “The internal model   principle of control theory” $ Automatica. 6ol. "+. pp. >2<9 >32. "K<3. P>Q E. H. Miller$ “A note on reflector arrays” $ %EEE 8rans.  Antennas Cropagat.$ Aceptado para su publicacin. P2Q ontrol Toolbox  3.)I$ 1serVs Tuide$ 8he Math Uor#s$ +))"$ pp. +9")9+9=2. P3Q J. Jones. (2007, Febrero 6). Networks (2nd ed.) [En línea]. !s"on!ble en# $tt"#%%www.at&.'o& .

2.1.1 ECUACIONES Cor !avor utilice s@mbolos ue estn disponibles en ingls y en espa?ol$ en las versiones de procesadores de textos. 7as ecuaciones deberBn estar numeradas con el nGmero entre parntesis y al margen derecho del texto$ Ej. V GS 

=

V GG

−

 I  D RS 

+I

Cara su mencin utilice la abreviatura Ec. +I$ a menos ". ue se mencione al inicio de la oracin.

2.1.( CITAS 35O REFERENCIAS 7as citas yo re!erencias se colocarBn al !inal del manuscrito. 1tilice Arial$ , pts$ espacio simple. Cara ayudar a los lectores$ evite notas a pie de pBgina ue incluyen las observaciones peri!ricas necesarias en el texto dentro de parntesis$ si usted pre!iere$ como en esta oracinI. 7as citas deberBn de respetar el orden de aparicin en las re!erencias.

N&tas: En general una re!erencia debe de contener el nombre del autoresI$ el 5ombre del articulo o libro en it!licas$ Edicin y editorial  nombre de la revista$ volumen y nGmero$ paginas y !inalmente el mes y a?o o solo el a?o si es un libro o comunicado. +. Observe el !ormato del encabezado 5ombre %nstitucin. Apellido Autor"$ Apellido Autor+$ etc. 8@tulo abreviado del art@culo. =.

0e colocarBn entre corchetes Ej. P+Q. 0i es preciso mencionar los nombres de los autores deberBn de aparecer todos los nombres exceptuando si el numero de stos es mBs de cuatro$ en tal caso se pondrB el nombre del primer autor y la leyenda Ret alS.

Es permitido utilizar tipo de letra !&es New o&an en lugar de tipo Arial$ pero debe utilizarse el mismo tipo de letra en todo el documento y aumentar en " punto el tama?o respecto de los ue se se?alan en el presente documento.

Adaptado por! "ng. #illiam $arín, para los cursos de laboratorio. Escuela de "ngeniería Electrónica "nstituto %ecnológico de &osta 'ica ())*

0i la !rase inicia citando la re!erencia entonces puede utilizar el !ormato &e!. P>Q$ en otro caso utilice solo P>Q.

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