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Inicio/Electricidad y magnetismo/Amplificador operacional ideal (realimentación)

Amplificador operacional ideal (realimentación)

Inversor, no inversor, seguidor; entrada senoidal o continua; recorte opcional por el voltaje de alimentación.

Amp-op ideal

1 V
0.8 Hz
100000 Ω
10000 Ω

La ganancia en lazo abierto se toma infinita: el amp-op ajusta V_out según la regla de la realimentación negativa. El recorte por las alimentaciones es una saturación opcional, no un modelo completo de la fuente.

Atajos de teclado

  • •Cambie la topología para comparar ganancias
  • •Active el recorte por las alimentaciones: saturación

Magnitudes medidas

V_in0.0000 V
V_out0.0000 V
Ganancia (fija)G = −R_f/R_in = -10.0000

Sobre el modelo

El amplificador operacional ideal, en el modelo lineal, tiene ganancia infinita en lazo abierto y corrientes de entrada nulas. Con realimentación negativa la salida la fijan los resistores: ganancia inversora −R_f/R_in, no inversora 1 + R_f/R_g, seguidor — la unidad. En la gráfica, entrada y salida en el tiempo para un seno o un nivel continuo; de forma opcional la salida se recorta a ±V_sat, saturación simplificada por la alimentación. El ancho de banda, el offset y las corrientes de entrada no entran en el modelo: primero la ganancia en lazo cerrado de la red pasiva, después las no idealidades.

Para quién: Electrónica analógica de introducción después de la ley de Ohm: amplificador operacional, realimentación negativa. Junto al filtro RC y al diagrama de Bode.

Conceptos clave

  • amplificador operacional
  • tierra virtual
  • realimentación negativa
  • seguidor de voltaje
  • ganancia
  • saturación

Cómo funciona

Amp-op ideal: ganancia infinita en lazo abierto, corriente de entrada nula. Con realimentación negativa la salida sigue las relaciones de los resistores: inversor −R_f/R_in, no inversor 1 + R_f/R_g, seguidor — la unidad. En la gráfica, entrada y salida en el tiempo; se puede recortar la salida a ±V_sat.

Fórmulas principales

Inversor: V_out = −(R_f/R_in) V_in
No inversor: V_out = (1 + R_f/R_g) V_in
Seguidor: V_out = V_in

Preguntas frecuentes

¿Dónde están el ancho de banda, el offset y la corriente de entrada?
No están: es un amp-op ideal. Primero la ganancia en lazo cerrado a partir de los resistores, y solo después el ancho de banda finito y los offsets.
¿Por qué la salida puede recortarse si el amplificador es ideal?
La ganancia infinita vale solo en el modelo lineal con realimentación. El recorte por las alimentaciones es un modelo simple de voltaje de fuente finito: más allá ya no rigen las fórmulas lineales.
¿Qué es la tierra virtual en el circuito inversor?
Con ganancia infinita y realimentación negativa, la diferencia de voltaje entre las entradas del amp-op es casi nula. La entrada inversora se queda al potencial de la no inversora (aquí, tierra), así que la corriente por R_in es V_in/R_in y la salida es −(R_f/R_in) V_in.