Amplificadores Diferernciales Disponibles en el Mercado

INTRODUCCIÓN

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 solo 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 surgimiento de una nueva era en los conceptos de diseñó de circuitos.

Los primeros amplificadores operacionales usaban el componente básico de su tiempo: la válvula de vacio. El uso generalizado de los AOs no comenzó realmente hasta los años 60, cuando empezaron a aplicarse las técnicas de estado sólido al diseño de circuitos amplificadores operacionales, fabricándose módulos que realizaban la circuiteria interna del amplificador operacional mediante el diseño discreto de estado sólido. Entonces, a mediados de los 60, se introdujeron los primeros amplificadores operacionales de circuito integrado. En unos pocos años los amplificadores operacionales se convirtieron en una herramienta estándar de diseño, abarcando aplicaciones mucho más allá del ámbito original de los computadores analógicos.

   Tabla Comparativa

En la siguiente tabla se muestran los 11 amplificadores operacionales y los dos amplificadores de instrumentación que he escogido y se aportan datos de las características eléctricas más importantes de cada uno de ellos. Alguna característica como la resistencia de salida no se ha incluido porque era una información que tan sólo estaba disponible por dos de los dispositivos.
Entre estos operacionales, se encuentra el LM741, el operacional cuyo uso está más extendido mundialmente, y del cual pueden verse en esta tabla sus ventajas e inconvenientes.
También señalar que los parámetros incluidos en la tabla son los valores típicos de los dispositivos (no máximos ni mínimos).



                  ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS

He incluido información sobre amplificadores de 4 fabricantes distintos. Algunas características eléctricas de algunos dispositivos no estaban disponibles y por ello no han podido ser incluidas en la tabla. Los amplificadores que aparecen en la tabla poseen características que los diferencian entre sí por lo que cada uno de ellos es adecuado para diferentes aplicaciones. A continuación paso a explicar cada uno de ellos:

LM741
Este dispositivo es un amplificador de propósito general bastante conocido y de uso muy extendido. Sus parámetros son bastante regulares, no teniendo ninguno que sea el mejor respecto a los de los demás, pero en conjunto presenta una alta impedancia de entrada, pequeños offset (de corriente y de voltaje) en la entrada y buenos parámetros.

LM725
Este amplificador es un modelo bastante similar al LM741, pero que mejora bastantes de sus parámetros. Tiene unos valores para la corriente y el voltaje de offset de entrada menores, su corriente de polarización también es menor y su CMRR más elevado. Sin embargo, la impedancia de entrada de este dispositivo es inferior a la que presenta el LM741.

LF411
Este dispositivo posee excelentes parámetros. Tiene uno offset de entrada y una corriente de polarización de valores muy bajos. Además su impedancia de entrada es la más elevada de todas (junto con el MAX430). Es uno de los amplificadores operacionales de National Semiconductors para aplicaciones de máxima precisión.

OPA124
Este chip es el que presenta los valores más bajos de corriente offset de entrada y de corriente de polarización de entrada. Posee una impedancia de entrada elevadísima, la cual se presenta como una resistencia en paralelo con un condensador. Es uno de los mejores amplificadores operacionales que he analizado.

NE5533
Este chip es el que posee (a nivel general) peores prestaciones de todos los amplificadores que se encuentran en el estudio. Su impedancia de entrada es la menos alta de todas y su corriente de polarización la más elevada. Es un amplificador para aplicaciones en las que no se requiera de alta precisión.

NE/SE5532
Este dispositivo está diseñado a partir de dos amplificadores operacionales con alta ganancia que se colocan de manera opuesta para presentar compensación en los parámetros. También está pensado para que pueda operar en un rango amplio de voltajes de alimentación. Posee el bandwith (ancho de banda) más alto de todos los amplificadores que se han analizado.

NE/SE5514
Este dispositivo se presenta como un amplificador operacional para aplicaciones con altas exigencias. Presenta una corriente de polarización bastante baja y unas corrientes y voltajes de offset con valores también bajos. La impedancia de entrada de este dispositivo es una de las más altas de todos
los amplificadores que he analizado y por ello este dispositivo es apropiado cuando trabajemos con un elemento que disponga de una impedancia de salida muy elevada.

NE/SE5230
Este amplificador operacional presenta una característica diferenciadora respecto al resto de amplificadores y que no está mostrada en la tabla, la cual consiste ven que está especialmente diseñado para trabajar con voltajes de alimentación muy bajos. De este modo este operacional se puede alimentar con ±18V o con ±1,5V.
Otros amplificadores, con tensiones de alimentación tan bajas no pueden funcionar correctamente, por lo tanto este dispositivo es ideal cuando haya que utilizar un amplificador operacional en una placa en la cual se quiera utilizar un mismo voltaje (por ejemplo niveles TTL) para alimentar toda la circuitería. Sus parámetros son en general buenos presentando pequeños valores de offset a la entrada.

NE/SE532
Este chip posee buenos parámetros, pero dos de ellos destacan sobre los demás. Es el amplificador con mayor rango de voltaje de entrada ±16 V y también es el que posee mayor límite en la corriente de salida. Este amplificador puede atacar cargas con un valor de corriente casi el doble a la de otros amplificadores.

MAX430
Este amplificador presenta unos parámetros que le acercan a los de los amplificadores de instrumentación. Esta diseñado para presentar una alta precisión.
Posee el valor de offset de entrada más bajo de todos los amplificadores y también los valores más altos de rechazo al modo común CMRR y al voltaje de alimentación PSRR. También cabe destacar que posee la impedancia de entrada más alta de todos los amplificadores, y me hace pensar que aunque el fabricante presenta este dispositivo como un amplificador operacional, su estructura tal vez esté compuesta por tres operacionales como los amplificadores de instrumentación.

MXL1001
El fabricante presenta a este dispositivo como un amplificador operacional de precisión. Posee muy buenos parámetros y cabe destacar que es el dispositivo con uno de los mayores rangos de voltaje de entrada (±14 V). Me ha llamado la atención que en la documentación técnica de este sensor, el fabricante aporta una imagen ampliada del diseño PCB que posee el amplificador operacional internamente y señala sobre el dibujo los diferentes lugares desde donde surgen los pines hacia el exterior del chip.

AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN

Se presentan las características eléctricas de dos de estos dispositivos. Se puede observar como sus parámetros son muy buenos. Cabe destacar que la impedancia de entrada se da como una resistencia en paralelo con un condensador. Los valores para el CMRR, así como el bandwith, se dan para una serie de ganancias, no como en los amplificadores operacionales que se da siempre el mismo valor. La ganancia de estos dispositivos se consigue modificando una resistencia Rg que se coloca en dos patitas que presenta el chip, y no afecta a la impedancia de entrada del dispositivo. El fabricante los presenta como amplificadores de precisión.

   CONCLUSIONES

Todas las características de los circuitos que se han descrito, son importantes, puesto que, son las bases para la completa fundamentación de la tecnología de los circuitos amplificadores operacionales.
Los cinco criterios básicos que describen al amplificador ideal son fundamentales, y a partir de estos se desarrollan los tres principales axiomas de la teoría de los amplificadores operacionales, los cuales son:

La tensión de entrada diferencial es nula.
No existe flujo de corriente en ninguno de los terminales de entrada.
En bucle cerrado, la entrada (-) será regulada al potencial de entrada (+) o de referencia.

Estos tres axiomas se han descrito en todos los circuitos básicos y sus variaciones. En la configuración inversora, los conceptos de corriente de entrada nula, y de tensión de entrada diferencial cero, dan origen a los conceptos de nudo de suma y tierra virtual, donde la entrada inversora se mantiene por realimentación al mismo potencial que la entrada no inversora a masa.
El funcionamiento esta solamente determinado por los componentes conectados externamente al amplificador

CAICEDO S. OSIRIS A.

http://html.rincondelvago.com/amplificadores-operacionales

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