El concepto original del AO (amplificador operacional) procede del campo de los computadores
analógicos, en los que comenzaron a usarse técnicas operacionales en una época tan temprana
como en los años 40. El nombre de amplificador operacional deriva del concepto de un amplificador
dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta,
cuyas características de operación estaban determinadas por los elementos de realimentación
utilizados. Cambiando los tipos y disposición de los elementos de realimentación, podían
implementarse diferentes operaciones analógicas; en gran medida, las características globales del
circuito estaban determinadas sólo por estos elementos de realimentación. De esta forma, el mismo
amplificador era capaz de realizar diversas operaciones, y el desarrollo gradual de los amplificadores
operacionales dio lugar al nacimiento de una nueva era en los conceptos de diseño de circuitos.
El amplificador operacional ideal.- Los fundamentos básicos del amplificador operacional ideal son
relativamente fáciles. Quizás, lo mejor para entender el amplificador operacional ideal es olvidar
todos los pensamientos convencionales sobre los componentes de los amplificadores, transistores,
tubos u otros cualesquiera. En lugar de pensar en ellos, piensa en términos generales y considere el
amplificador como una caja con sus terminales de entrada y salida. Trataremos, entonces, el
amplificador en ese sentido ideal, e ignoraremos qué hay dentro de la caja.
Configuraciones básicas del amplificador operacional
El amplificador inversor
El amplificador inversor. En este circuito, la entrada (+) está a masa, y la señal se aplica a la entrada
(-) a través de R1, con realimentación desde la salida a través de R2.
El amplificador no inversor
En este circuito, la tensión Vi se aplica a la entrada (+), y una fracción de la señal de salida, Vo, se
aplica a la entrada (-) a través del divisor de tensión R1 - R2. Puesto que, no fluye corriente de
entrada en ningún terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensión en R1 será igual a V
Configuraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor
El amplificador diferencial
Una tercera configuración del AO conocida como el amplificador diferencial, es una combinación de
las dos configuraciones anteriores. Aunque está basado en los otros dos circuitos, el amplificador
diferencial tiene características únicas. Este circuito, tiene aplicadas señales
en ambos terminales de entrada, y utiliza la amplificación diferencial natural del amplificador
operacional.
El sumador inversor
Utilizando la característica de tierra virtual en el nudo suma (-) del amplificador inversor, se obtiene
una útil modificación, el sumador inversor
El integrador
na modificación del amplificador inversor, el integrador, mostrado en la figura 6, se aprovecha de
esta característica. Se aplica una tensión de entrada VIN, a RG, lo que da lugar a una corriente IIN.
Como ocurría en el amplificador inversor, V(-) = 0, puesto que V(+) = 0, y por tener impedancia infinita
toda la corriente de entrada Iin pasa hacia el condensador CF, llamaremos a esta corriente IF
El diferenciador
En este circuito, la posición de R y C están al revés que en el integrador, estando el elemento
capacitativo en la red de entrada. Luego la corriente de entrada obtenida es proporcional a la tasa de
variación de la tensión de entrada
El seguidor de tensión
En este circuito, la resistencia de entrada se ha incrementado hasta infinito, y RF es cero, y la
realimentación es del 100%. V0 es entonces exactamente igual a Vi, dado que Es = 0. El circuito se
conoce como "seguidor de emisor" puesto que la salida es una réplica en fase con ganancia unidad
de la tensión de entrada. La impedancia de entrada de esta etapa es también infinita.