Amplificador operacional como comparador: funcionamiento

Descubre cómo utilizar un amplificador operacional como comparador y aprovecha al máximo esta increíble herramienta en tus proyectos electrónicos. Aprenderás paso a paso su funcionamiento y todas las posibilidades que ofrece, para que puedas diseñar circuitos más eficientes y precisos. No te pierdas esta guía completa que te enseñará a sacarle el máximo provecho a un amplificador operacional como comparador.

En una configuración de bucle abierto, un amplificador operacional ideal (amplificador operacional) se comporta como un comparador. el comportamiento de amplificador operacional como comparador se debe a la ganancia infinita en lazo abierto. Cuando funciona como comparador, solo hay dos salidas posibles en la salida del amplificador operacional.

Amplificador operacional como comparador

Amplificador operacional como comparador: funcionamiento
Fig. 1 Configuración de bucle abierto del amplificador operacional

La Figura 1 muestra un amplificador operacional ideal en una configuración de bucle abierto que tiene una ganancia A de bucle abiertoOL = ∞. Vo es la salida del amplificador operacional. +Vse sentó y −Vse sentó son el voltaje de la fuente de alimentación del amplificador operacional. Solo hay dos salidas posibles en la salida del amplificador operacional en función de la inversión del voltaje del terminal (V) y tensión terminal no inversora (V+). Como sabemos que

Amplificador operacional como comparador: funcionamiento

Cuando el voltaje del terminal no inversor es mayor que el voltaje del terminal inversor, la salida del amplificador operacional es +Vse sentó.

Vo = + Vse sentó (cuando V+ > V)

Cuando el voltaje del terminal no inversor es mayor que el voltaje del terminal inversor, la salida del amplificador operacional es −Vse sentó.

Vo = − Vse sentó (cuando V > V+)

Entendamos tomando valores.

(a) V+ = 0,2 V y V = 0,1 V

entonces Vo = unOL[0.2-0.1] = unOL × 0,1 = ∞ × 0,1 = +∞

pero el voltaje no puede exceder el voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, Vo = +Vse sentó

(b) V+ = 0,3 V y V = 0,1 V

entonces Vo = unOL[0.3-0.1] = unOL × 0,2 = ∞ × 0,2 = +∞

pero el voltaje no puede exceder el voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, Vo = +Vse sentó

(CV+ = 1 V y V = 0,1 V

entonces Vo = unOL[1-0.1] = unOL × 0,9 = ∞ × 0,9 = +∞

pero el voltaje no puede exceder el voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, Vo = +Vse sentó

(d) V+ = 0,1 V y V = 0,2 V

entonces Vo = unOL[0.1-0.2] = unOL × (−0,1) = ∞ × (−0,1) = −∞

pero el voltaje no puede exceder el voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, Vo = −Vse sentó

(e) V+ = 0,1 V y V = 0,3 V

entonces Vo = unOL[0.1-0.3] = unOL × (−0,2) = ∞ × (−0,2) = −∞

pero el voltaje no puede exceder el voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, Vo = −Vse sentó

(f) V+ = 0,1 V y V = 1 V

entonces Vo = unOL[0.1-1] = unOL × (−0,9) = ∞ × (−0,9) = −∞

pero el voltaje no puede exceder el voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, Vo = −Vse sentó

Por lo tanto, un amplificador operacional de lazo abierto amplifica un pequeño voltaje de entrada diferencial aplicado a un valor enorme, pero este valor significativo en la salida no puede ir más allá del voltaje de suministro del amplificador operacional. Por lo tanto, no viola la ley de conservación de la energía.

El amplificador operacional como comparador se utiliza en los siguientes circuitos

  • Disparadores Schmitt
  • Osciladores
  • Detectores de nivel de tensión
  • discriminadores
  • Interfaz digital

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