OpAmp Real Operación en modo común

OpAmp Real
José Gómez Quiñones
2
-
V-
11
Operación en modo común
V1
+
4
3
V+
OUT
1
Vo
Las señales que son opuestas
tienen una amplificación muy alta.
Mientras que las que son comunes
a las dos entradas están sólo
ligeramente amplificadas
La operación global amplifica la
señal diferencial, mientras que
atenúa la señal común en las dos
entradas. A esto se le llama
RECHAZO EN MODO COMÚN.
El ruido es por lo general común a
ambas entradas
José Gómez Quiñones
1
CMRR
• Un OpAmp, proporciona una componente
de salida que se debe a la amplificación
de la diferencia de las señales aplicadas a
las entradas diferenciales, y una
componente debida a las señales
comunes en ambas entradas.
CMRR =
Ad
Ac
CMRR(log) = 20 log10
Ad
Ac
+
V1=0.5mV
OUT
Vo=8V
=
V1=1mV
+
OUT
2
-
1
Vo=8V
11
V-
-
11
2
1
V+
3
V+
3
V-
4
CMRR
Modo Diferencial
4
José Gómez Quiñones
V2=-0.5mV
Ad =
Vo
8V
=
= 8000
Vd 1mV
José Gómez Quiñones
2
3
V1=1mV
=
4
+
OUT
2
-
1
Vo=12mV
11
11
-
Vo=12mV
V-
OUT
2
1
V+
+
V+
3
V-
4
CMRR
Modo Común
V2=1mV
V1=1mV
Ac =
Vo 12mV
=
= 12
Vc 1mV
José Gómez Quiñones
CMRR
CMRR =
Ad 8000
=
= 666.7 = 56.48dB
Ac
12
• La operación tendrá una Ad muy grande con una Ac muy
pequeña, es decir la componente de señal de polaridad
opuesta aparecerá amplificado de una manera muy
grande a la salida, mientras que los componentes de
señal en fase se cancelarán en su mayor parte, por lo
que Ac, resultará muy pequeña.
• Idealmente CMRR= ∞
• Entre mayor sea el valor de CMRR, mejor será la
operación del circuito
José Gómez Quiñones
3
Corrientes y Voltajes de Offset
1. Voltaje de offset a la entrada
2. Corriente de offset debida a la diefrencia de
corrientes resultantes en las entradas diferenciales
José Gómez Quiñones
11
Voltaje de Offset
2
-
V-
•
OUT
3
+
V+
•
En la operación real, aún cuando las entradas
del OpAmp estén conectadas a 0 volts, existe
un voltaje de offset a la salida
Este voltaje se genera por el circuito y no por la
señal de entrada
El voltaje de offset de salida se ve afectado por
dos condiciones:
1
+ Vo
-
4
•
José Gómez Quiñones
4
Voltaje de Offset
2
Ri
V-
11
Rf
-
3
+
Vo
4
VIO
1
V+
OUT
Vo ( offset ) = VIO
RC
Ri + RF
Ri
José Gómez Quiñones
Corriente de Offset
Resulta debido a cualquier
diferencia
en
las
corrientes de polarización
de dc en ambas entradas
2
IB-
IB+
+
V+
OUT
3
Rc
-
4
Ri
V-
11
Rf
1
Vo
En las entradas, los
OpAmps
tienen
transistores que operan
dentro de rangos de
corriente
ligeramente
diferentes
José Gómez Quiñones
5
Corriente de Offset
José Gómez Quiñones
Voltaje de Offset de salida debido a
una corriente de offset a la entrada
+
I IO = I IB − I IB
−
Vo ( offset ) = I IO R f
José Gómez Quiñones
6
Producto Ganancia Ancho de
Banda
• Debido a la circuitería de compensación
interna, la ganancia de voltaje cae
conforme se incrementa la frecuencia
• AVD es el valor que el fabricante especifica
para ganancia en DC
• Si la frecuencia continua aumentando la
ganancia llega a ser unitaria
• La frecuencia en ganancia unitaria se
especifica con B (ancho de banda)
José Gómez Quiñones
Ganancia-Ancho de Banda
AV D AV
0.7071AV D
f = AVD f C
F
Fc
B
José Gómez Quiñones
7
Slew Rate
Rapidez de Respuesta
• Tasa máxima a la cual la salida del
OpAmp puede cambiar (V/µs)
• Si este valor es excedido, entonces la
respuesta del OpAmp, no podrá seguir
satisfactoriamente a la señal de entrada, y
la salida puede verse distorsionada, o
simplemente se puede presentar sin
cambio dentro del intervalo
José Gómez Quiñones
Slew Rate
∆Vo
SR =
∆t
José Gómez Quiñones
8
Frecuencia Máxima de la señal de
entrada
SR
f ≤
2πK
SR
ω≤
K
José Gómez Quiñones
PSRR
Power Supply Rejection Ratio
• Es una medida de la habilidad del OpAmp
para ignorar cambios en la fuente
alimentadora de voltaje
José Gómez Quiñones
9
PSRR
Power Supply Rejection Ratio
José Gómez Quiñones
Comparación de Parámetros
Parametro
Dispositivo
Ao
Z Salida(ohms
Z Entrada
i Offset (nA)
v Offset (mV)
GBW(MHz)
SR(V/mseg)
CMRR(dB)
Ideal
∞
0
∞
0
0
∞
∞
∞
Uso General Rápido Bajo Ruido
741
715
5534
5
4
3x10
1x105
1x10
75
75
0.3
1 MΩ
0.1 MΩ
2 MΩ
20
250
300
2
10
5
1
65
10
0.7
100
13
90
110
90
José Gómez Quiñones
10