Amplificador OP de seguidor de voltaje: ¿Qué es? (Diagrama de ganancia y circuito)

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Los amplificadores operacionales o OP son componentes electrónicos muy utilizados en la actualidad en la mayoría de los circuitos electrónicos. Entre los diferentes tipos de amplificadores OP, se encuentra el seguidor de voltaje, también conocido como buffer o amplificador de impedancia. Este tipo de amplificador se caracteriza por tener una ganancia de voltaje unitaria, es decir, la señal de entrada se replica en la salida sin amplificación.

En este artículo se explicará en detalle qué es un amplificador OP de seguidor de voltaje, su diagrama de ganancia y el circuito correspondiente. Además, se mencionarán algunas aplicaciones prácticas de este tipo de amplificador en la industria electrónica y la ingeniería. Si eres un estudiante o profesional en el campo de la electrónica, este artículo te será de gran utilidad para entender cómo funcionan los amplificadores OP de seguidor de voltaje y cómo aplicarlos en tus proyectos o diseños.

Concepto de amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador operacional (OP) es un circuito integrado que se utiliza para amplificar señales eléctricas. El OP de seguidor de voltaje es una de las configuraciones más simples de amplificador OP y se utiliza comúnmente como un buffer para proporcionar una impedancia de entrada alta y una impedancia de salida baja.

¿Qué es el seguidor de voltaje?

Un seguidor de voltaje es un circuito que tiene una señal de entrada y una señal de salida que sigue la señal de entrada. La señal de salida tiene el mismo voltaje y no tiene ganancia en voltaje. El seguidor de voltaje se utiliza para proporcionar una impedancia de entrada alta y una impedancia de salida baja, lo que significa que puede proporcionar una gran cantidad de corriente sin afectar la señal de entrada.

Diagrama de ganancia

El diagrama de ganancia de un amplificador OP de seguidor de voltaje es muy simple. La ganancia es 1, lo que significa que la señal de salida es igual a la señal de entrada. La impedancia de entrada es muy alta, lo que significa que no hay corriente que fluya a través del amplificador OP. La impedancia de salida es baja, lo que significa que el amplificador OP puede proporcionar una gran cantidad de corriente sin afectar la señal de entrada.

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy simple. Consiste en un amplificador OP y dos resistencias. La resistencia de entrada se conecta entre la señal de entrada y la entrada del amplificador OP. La resistencia de salida se conecta entre la salida del amplificador OP y la señal de salida.

El circuito se puede representar de la siguiente manera:

Circuito amplificador OP de seguidor de voltaje

En este circuito, la resistencia de entrada (R1) y la resistencia de salida (R2) se utilizan para proporcionar una impedancia de entrada alta y una impedancia de salida baja. La señal de entrada se aplica a través de la resistencia de entrada y la señal de salida se obtiene desde la salida del amplificador OP a través de la resistencia de salida.

Ejemplo de uso del amplificador OP de seguidor de voltaje

Un ejemplo de uso del amplificador OP de seguidor de voltaje es en un sistema de audio. En un sistema de audio, la señal de audio se amplifica y luego se envía a través de un altavoz. Si la señal de audio se envía directamente al altavoz, la impedancia de entrada del altavoz puede afectar la señal de audio y provocar que se distorsione. Para evitar esto, se utiliza un amplificador OP de seguidor de voltaje entre la señal de audio y el altavoz. El amplificador OP de seguidor de voltaje proporciona una impedancia de entrada alta y una impedancia de salida baja, lo que significa que puede proporcionar una gran cantidad de corriente sin afectar la señal de audio.

Conclusión

El amplificador OP de seguidor de voltaje es una configuración simple de amplificador OP que se utiliza comúnmente como un buffer para proporcionar una impedancia de entrada alta y una impedancia de salida baja. La ganancia es 1, lo que significa que la señal de salida es igual a la señal de entrada. El circuito es muy simple y consiste en un amplificador OP y dos resistencias.

Es fácil de implementar y puede mejorar significativamente la calidad de la señal de salida.

Funcionamiento del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador OP de seguidor de voltaje es un amplificador operacional que se utiliza para amplificar señales de voltaje y mantener la misma forma de onda de la señal de entrada.

Diagrama de ganancia

El diagrama de ganancia de un amplificador OP de seguidor de voltaje es muy simple. La ganancia es siempre 1, lo que significa que la señal de salida es igual a la señal de entrada.

La fórmula para calcular la ganancia es:

Ganancia = Vsalida / Ventrada = 1

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy simple. Consiste en un amplificador operacional y una resistencia de realimentación conectados en configuración de seguidor de voltaje.

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La resistencia de realimentación se conecta desde la salida del amplificador operacional a la entrada no inversora. Esto permite que la señal se realimente a la entrada no inversora, lo que mantiene la misma forma de onda de la señal de entrada.

El circuito se ve así:

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

Ejemplo de uso

Un ejemplo común de uso del amplificador OP de seguidor de voltaje es en la medición de señales de voltaje de alta impedancia. Si se conecta un osciloscopio directamente a la señal de entrada, la impedancia de entrada del osciloscopio puede distorsionar la señal de entrada. Al agregar un amplificador OP de seguidor de voltaje entre la señal de entrada y el osciloscopio, se evita esta distorsión.

Además, el amplificador OP de seguidor de voltaje se utiliza comúnmente en aplicaciones de audio para ajustar la impedancia de salida de un dispositivo de audio. Si la impedancia de salida es demasiado baja, la señal de salida puede distorsionarse al conectarse a un dispositivo de entrada de alta impedancia. Al agregar un amplificador OP de seguidor de voltaje entre el dispositivo de audio y el dispositivo de entrada, se ajusta la impedancia de salida y se evita esta distorsión.

Conclusiones

Su diagrama de ganancia es simple, con una ganancia de 1, y su circuito también es simple, con un amplificador operacional y una resistencia de realimentación conectados en configuración de seguidor de voltaje. El amplificador OP de seguidor de voltaje se utiliza comúnmente en aplicaciones de medición y audio para ajustar la impedancia de entrada y salida y evitar distorsiones en la señal.

Aplicaciones del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador OP de seguidor de voltaje es un circuito que se utiliza para amplificar señales de voltaje sin modificar su nivel de amplitud. Es decir, la señal de entrada se replica en la salida del circuito con la misma amplitud y sin inversión de fase.

Diagrama de ganancia

El diagrama de ganancia de un amplificador OP de seguidor de voltaje es una línea recta horizontal que muestra una ganancia de 1. Esto significa que la señal de salida es igual a la señal de entrada, pero con una impedancia de salida mucho menor.

Circuito

El circuito de un amplificador OP de seguidor de voltaje consta de un amplificador operacional y un resistor conectado en serie con la señal de entrada. La señal de salida se toma de la salida del amplificador operacional y se conecta directamente a la carga.

Este circuito es muy útil en muchas aplicaciones en las que se requiere una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida. Algunas de las aplicaciones más comunes son:

Aplicaciones

  • Buffer de señal: Cuando se necesita amplificar una señal sin modificar su amplitud, el seguidor de voltaje se utiliza como buffer de señal. El circuito proporciona una alta impedancia de entrada para no afectar la fuente de señal y una baja impedancia de salida para proporcionar la señal amplificada a la carga.
  • Conversión de impedancia: En algunos casos, la fuente de señal tiene una impedancia de salida muy alta, lo que puede afectar la señal al conectarse a la carga. El seguidor de voltaje se utiliza para convertir la impedancia de salida de la fuente a una impedancia baja, lo que ayuda a mantener la calidad de la señal.
  • Amplificación de señal: El seguidor de voltaje se utiliza en aplicaciones de amplificación de señal en las que se requiere una amplificación mínima y una alta impedancia de entrada. Por ejemplo, en aplicaciones de audio, el seguidor de voltaje se utiliza para amplificar señales de micrófono y guitarra.

Se usa como buffer de señal, conversión de impedancia y amplificación de señal.

Ventajas del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador OP de seguidor de voltaje es un dispositivo electrónico que se utiliza para amplificar señales de voltaje, pero sin modificar su amplitud ni su fase. Es decir, la señal de entrada es igual a la señal de salida, pero con una mayor capacidad de corriente. Es muy utilizado en aplicaciones de audio y en la medición de señales eléctricas.

Diagrama de ganancia y circuito

El diagrama de ganancia de un amplificador OP de seguidor de voltaje es lineal y su ganancia es cercana a 1. Esto significa que la señal de entrada es igual a la señal de salida, pero con una mayor capacidad de corriente. El circuito consta de un amplificador operacional y una resistencia de realimentación conectada desde la salida hasta la entrada inversora.

Ventajas del amplificador OP de seguidor de voltaje

  • Alta impedancia de entrada: El amplificador OP de seguidor de voltaje tiene una alta impedancia de entrada, lo que significa que no carga la señal de entrada y no afecta su amplitud ni su fase. Esto hace que sea ideal para la medición de señales eléctricas, ya que no altera la señal que se está midiendo.
  • Bajo ruido: El amplificador OP de seguidor de voltaje tiene un bajo nivel de ruido, lo que significa que no introduce ruido adicional a la señal de entrada. Esto hace que sea ideal para aplicaciones de audio, ya que no altera la calidad del sonido.
  • Alta impedancia de salida: El amplificador OP de seguidor de voltaje tiene una alta impedancia de salida, lo que significa que puede conducir grandes corrientes sin perder voltaje. Esto hace que sea ideal para la conducción de cargas de alta impedancia, como altavoces o circuitos de entrada de amplificadores.
  • Bajo consumo de energía: El amplificador OP de seguidor de voltaje tiene un bajo consumo de energía, lo que lo hace ideal para aplicaciones portátiles o con baterías.

Esto lo hace ideal para aplicaciones de medición de señales eléctricas y de audio, así como para la conducción de cargas de alta impedancia.

Desventajas del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador OP de seguidor de voltaje es un circuito que se utiliza para amplificar una señal de entrada sin invertirla. Este tipo de amplificador se caracteriza por tener una ganancia de voltaje cercana a 1, lo que significa que la señal de salida es prácticamente igual a la señal de entrada.

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Diagrama de ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje

En el diagrama de ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje, se puede observar que la señal de salida es igual a la señal de entrada, pero con una ganancia ligeramente menor debido a las pérdidas de voltaje en la resistencia de carga.

Diagrama de ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje

Desventajas del amplificador OP de seguidor de voltaje

Si bien el amplificador OP de seguidor de voltaje tiene algunas ventajas, como una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, también tiene algunas desventajas que deben tenerse en cuenta:

  • Pérdida de ganancia: Aunque la ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje es cercana a 1, no es exactamente igual debido a las pérdidas de voltaje en la resistencia de carga.
  • Limitaciones de voltaje: El amplificador OP de seguidor de voltaje no puede amplificar una señal más allá de la fuente de alimentación, lo que puede limitar su uso en ciertas aplicaciones.
  • Distorsión armónica: Si la señal de entrada es grande en comparación con la fuente de alimentación, puede producirse distorsión armónica en la señal de salida.
  • Consumo de corriente: El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje consume corriente incluso cuando no hay señal de entrada, lo que puede ser un problema en aplicaciones de bajo consumo.

Es importante tener en cuenta estas desventajas al seleccionar un amplificador OP de seguidor de voltaje para una aplicación específica. Si se requiere una ganancia más alta o una mayor capacidad de voltaje, puede ser necesario considerar otros tipos de amplificadores OP.

Características del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador operacional (OP) de seguidor de voltaje es un tipo de circuito amplificador que se utiliza para mantener la señal de entrada sin amplificar, pero con una impedancia de entrada muy alta y una impedancia de salida muy baja. Esto significa que se utiliza para proporcionar una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, lo que lo convierte en ideal para aplicaciones en las que se necesita aislar la carga del circuito de entrada.

Ganancia de voltaje

La ganancia de voltaje del amplificador OP de seguidor de voltaje es de aproximadamente 1. Esto significa que la señal de entrada se mantiene en el mismo nivel de voltaje sin amplificar. La ganancia de voltaje es simplemente la relación entre la señal de salida y la señal de entrada. En el caso del seguidor de voltaje, la ganancia de voltaje es 1.

Impedancia de entrada

La impedancia de entrada del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy alta. Esto significa que la señal de entrada no se carga cuando se conecta a la entrada del amplificador. La alta impedancia de entrada se debe a la presencia de un buffer de entrada en el circuito que aísla la señal de entrada del circuito amplificador.

Impedancia de salida

La impedancia de salida del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy baja. Esto significa que la señal de salida se puede conectar directamente a la carga sin afectar significativamente la señal. La baja impedancia de salida se debe a la presencia de un buffer de salida en el circuito que aísla la carga del circuito amplificador.

Ejemplo de circuito

El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje se puede implementar utilizando un amplificador operacional y unos pocos componentes adicionales, como se muestra en la figura:

Diagrama de circuito de seguidor de voltaje

En este circuito, el amplificador operacional se utiliza para proporcionar la alta impedancia de entrada y la baja impedancia de salida necesarias para el seguidor de voltaje. El condensador C1 se utiliza para bloquear cualquier componente de corriente continua en la señal de entrada, mientras que el condensador C2 se utiliza para bloquear cualquier componente de corriente continua en la señal de salida.

Esto lo hace ideal para aplicaciones en las que se necesita aislar la carga del circuito de entrada. La ganancia de voltaje es de aproximadamente 1, la impedancia de entrada es muy alta y la impedancia de salida es muy baja. El circuito se puede implementar utilizando un amplificador operacional y unos pocos componentes adicionales.

Diagrama de ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador OP de seguidor de voltaje es un circuito que se utiliza para mantener la amplitud de la señal en una misma magnitud, sin alterar su forma ni su frecuencia. Este tipo de amplificador se utiliza comúnmente en aplicaciones de audio y en sistemas de control de procesos.

Diagrama de ganancia

El diagrama de ganancia o gráfico de ganancia es una representación gráfica de la relación entre la ganancia del amplificador y la frecuencia de la señal de entrada. En el caso del amplificador OP de seguidor de voltaje, la ganancia es siempre igual a 1, independientemente de la frecuencia de la señal.

Esto se debe a que el amplificador OP de seguidor de voltaje tiene una configuración de realimentación negativa, lo que significa que la salida del amplificador se conecta de vuelta a la entrada a través de un resistor. Esta realimentación negativa hace que la ganancia del amplificador sea igual a la unidad, y que la señal de salida sea una copia exacta de la señal de entrada.

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy simple, y consiste en un amplificador operacional y dos resistores. El amplificador operacional se conecta en configuración de seguidor de voltaje, lo que significa que la señal de salida sigue a la señal de entrada.

Los dos resistores se utilizan para proporcionar la realimentación negativa necesaria para mantener la ganancia del amplificador igual a la unidad. Un resistor se conecta entre la salida del amplificador y la entrada inversora, y el otro resistor se conecta entre la entrada no inversora y tierra.

Su diagrama de ganancia es siempre una línea horizontal en 0 dB, lo que significa que la ganancia del amplificador es siempre igual a la unidad. El circuito del amplificador es muy simple y fácil de implementar, lo que lo convierte en una excelente opción para aplicaciones que requieren una ganancia constante y una señal de salida de alta calidad.

Diagrama de ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador OP de seguidor de voltaje es un circuito que se utiliza para mantener la amplitud de la señal en una misma magnitud, sin alterar su forma ni su frecuencia. Este tipo de amplificador se utiliza comúnmente en aplicaciones de audio y en sistemas de control de procesos.

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Diagrama de ganancia

El diagrama de ganancia o gráfico de ganancia es una representación gráfica de la relación entre la ganancia del amplificador y la frecuencia de la señal de entrada. En el caso del amplificador OP de seguidor de voltaje, la ganancia es siempre igual a 1, independientemente de la frecuencia de la señal.

Esto se debe a que el amplificador OP de seguidor de voltaje tiene una configuración de realimentación negativa, lo que significa que la salida del amplificador se conecta de vuelta a la entrada a través de un resistor. Esta realimentación negativa hace que la ganancia del amplificador sea igual a la unidad, y que la señal de salida sea una copia exacta de la señal de entrada.

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy simple, y consiste en un amplificador operacional y dos resistores. El amplificador operacional se conecta en configuración de seguidor de voltaje, lo que significa que la señal de salida sigue a la señal de entrada.

Los dos resistores se utilizan para proporcionar la realimentación negativa necesaria para mantener la ganancia del amplificador igual a la unidad. Un resistor se conecta entre la salida del amplificador y la entrada inversora, y el otro resistor se conecta entre la entrada no inversora y tierra.

Su diagrama de ganancia es siempre una línea horizontal en 0 dB, lo que significa que la ganancia del amplificador es siempre igual a la unidad. El circuito del amplificador es muy simple y fácil de implementar, lo que lo convierte en una excelente opción para aplicaciones que requieren una ganancia constante y una señal de salida de alta calidad.

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

El amplificador operacional, también conocido como Amp Op o OP Amp, es un componente electrónico que se utiliza para amplificar señales eléctricas. El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje es uno de los más simples, pero también uno de los más útiles en la electrónica.

El seguidor de voltaje, también llamado amplificador de buffer, es un circuito que tiene una ganancia de voltaje de 1. Es decir, la señal de entrada se replica en la salida sin amplificación ni atenuación. Esto puede ser muy útil en situaciones en las que se necesita una señal de alta impedancia y baja corriente.

El circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje es muy sencillo. Consiste en un amplificador operacional con una resistencia en serie en la entrada y una resistencia en paralelo en la retroalimentación. La señal de entrada se conecta a través de la resistencia en serie y la señal de salida se toma de la salida del amplificador.

El diagrama de ganancia del amplificador OP de seguidor de voltaje muestra una ganancia de voltaje de 1, es decir, una línea horizontal en el gráfico. Esto significa que la señal de salida es igual a la señal de entrada.

Este circuito es muy útil en aplicaciones como la de alimentar una señal de audio a un amplificador de potencia, ya que el seguidor de voltaje evita que se pierda señal en la entrada debido a la alta impedancia del amplificador de potencia.

Un ejemplo práctico de un circuito de amplificador OP de seguidor de voltaje sería el siguiente:

Circuito del amplificador OP de seguidor de voltaje

En este circuito, el amplificador operacional es un LM741 y las resistencias son de 10kΩ. La señal de entrada se conecta a través de la resistencia R1 y la señal de salida se toma de la salida del amplificador. La resistencia R2 en paralelo en la retroalimentación ayuda a estabilizar el circuito y evitar oscilaciones.

Esto puede ser muy útil en situaciones en las que se necesita una señal de alta impedancia y baja corriente. El diagrama de ganancia muestra una ganancia de voltaje de 1, es decir, una línea horizontal en el gráfico.

En resumen, el amplificador operacional de seguidor de voltaje es una herramienta muy útil en la electrónica. Su principal función es la de mantener el voltaje de salida igual al de entrada, lo que lo hace perfecto para aplicaciones en las que se requiere un buffer o para reducir la impedancia de salida de un circuito. Si bien puede parecer un circuito simple, su uso es muy amplio y puede ser utilizado en una gran cantidad de aplicaciones. Esperamos que este artículo te haya ayudado a entender un poco más sobre este tipo de amplificador y cómo utilizarlo en tus propios proyectos.

En conclusión, el amplificador operacional de seguidor de voltaje es un circuito que se utiliza para proporcionar una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida. El circuito se compone de un amplificador operacional, una resistencia de realimentación y una resistencia de entrada. El diagrama de ganancia de este circuito es igual a 1, lo que significa que no hay amplificación de voltaje en la salida. Este circuito es muy útil en aplicaciones donde se requiere una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, como en la medición de voltajes y el control de señales.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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