Practica01_RogelioManríquezCobián - Rogelio Manríquez Cobián (12)

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Circuitos Integrados Lineales: Práctica No.1 
Configuraciones básicas del Amplificador Operacional (OpAmp): 
Seguidor, Amplificador Inversor y Amplificador No-Inversor 
Universidad de Guanajuato – Campus Salamanca 
 
Rogelio Manríquez Cobián 
Ingeniería en Sistemas 
Computacionales 
Universidad de Guanajuato - DICIS 
Salamanca, Guanajuato 
r.manriquezcobian@ugto.mx 
 
Resumen—En esta práctica se estará repasando y 
realizando el funcionamiento de los amplificadores 
operacionales en tres de las configuraciones que se mencionan 
a continuación: 
• Amplificador inversor 
• Amplificador no-inversor 
• Seguidor 
I. INTRODUCCIÓN 
Los amplificadores operacionales (conocidos como 
OpAmp) representan una de las opciones más comunes del 
diseño analógico, esto en gran parte a su facilidad de diseño 
y aplicación, características que los sitúan desde los 
amplificadores de señal hasta la instrumentación de 
complejos filtros analógicos. En general, se define el 
comportamiento de un circuito basado en un OpAmp de 
acuerdo a los componentes que son interconectados entre sus 
terminales, dentro de las configuraciones más simples, son 
las que corresponden a los amplificadores :inversor, no-
inversor y seguidor, los cuales involucran solamente dos 
componentes externos (resistores) interconectados para 
configurar cualquiera de los dos primeros amplificadores; y 
solo una pequeña interconexión, para obtener un 
amplificador seguidor, comúnmente llamado reforzador o 
buffer. En esta práctica, se desarrollarán estás tres 
configuraciones básicas reportando su comportamiento 
tanto para señales de DC como de AC. 
II. USO 
A. Material 
• Amplificador Operacional cuádruple TL084. 
• Resistores 1kΩ, 2.2kΩ, 10kΩ 
• Plantilla de experimentos 
B. Equipo 
• Fuente de voltaje dual 
• Osciloscopio digital 
• Generador de funciones 
 
 
III. DESARROLLO 
1. Fuente dual. Los OpAmp son dispositivos activos 
que requieren ser alimentados a través de una 
fuente de voltaje que les proporcione la energía 
necesaria para polarizar los components activos 
que los integran, por esta razón, es necesario 
configurar una fuente dual que proporcione ±10𝑉 
respect al punto de referencia ( 𝐺𝑁𝐷 = 0𝑉 ). La 
alimentación negativa se necesita para el 
amplificador inversor. 
 
2. Configuración de un OpAmp no utilizado. 
Es importante saber, que cuando no se está 
utilizando un OpAmp del circuito integrado, es 
necesario configurarlo como seguidor con su 
entrada conectada a tierra. Lo anterior, para 
eliminar posibles fuentes de ruido al dejar un 
amplificador con una impedancia de entrada y una 
ganancia muy elevadas. Esta configuración se 
muestra en la Figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 Configuración de un OpAmp no utilizado. 
 
3. Gananacia de un amplificador expresada en dB 
(Decibelios). 
La respuesta en frecuencia 𝐻(𝑠) de un 
amplificador es expresado en dB como una función 
de la frecuencia y la cual es graficada en una escala 
semi-logarítmica. De esta forma, la función de 
transferencia puede ser expresada como: 
 
 
 
4. Configuración inversora. La Figura 2 muestra la 
configuración inversora para un amplificador 
operacional, su función de transferencia está dada 
por: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Configuración del amplificador inversor. 
 
 
5. Configuración no-inversora. Esta configuración 
no presenta inversion de fase y se aplica para 
amplificadores con una ganancia mayor a la 
unidad. La configuración es mostrada en la Figura 
3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Configuración del amplificador no inversor. 
 
 
6. Configuración seguidora. Esta configuración 
conocida como reforzador o buffer, presenta una 
impedancia muy alta, que la entrada de la señal se 
presenta en la terminal no inversora del OpAmp, 
por lo que se considera que es un acoplador de una 
impedancia ideal. La función de tranferencia es 
unitaria y su configuración se muestra en la figura 
4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Configuración del amplificador seguidor. 
 
 
AMPLIFICADOR OPERACIONAL TL084 
A. Descripción 
El Amplificador Operacional TL084 es un circuito integrado 
(CI) de 14 pines que internamente está compuesto por 
cuatro amplificadores operacionales de entrada de alta 
velocidad que incorporan un alto voltaje y transistores 
bipolares en un circuito integrado monolítico. Los cuatro 
amplificadores cuentan con altas velocidades de rotación, 
baja polarización de entrada y corrientes de compensación, 
y bajo coeficiente de temperatura de voltaje de 
compensación. 
 
Ilustración 1: Datasheet para el OpAmp TL084 
 
Este OpAmp se estará utilizando para las prácticas 
siguientes en el laboratorio, para saber más acerca de las 
características de este OpAmp, lea la referencia [1]. 
 
 
IV. DESARROLLO Y RESULTADOS 
Diseña los siguientes amplificadores: 
• Un amplificador inversor: 𝐻(𝑠) = −1. 
• Un amplificador no-inversor: 𝐻(𝑠) = 2. 
• Un amplificador seguidor: 𝐻(𝑠) = 1. 
• Un amplificador inversor: 𝐻(𝑠) = −0,5. 
En todos los casos, observa su comportamiento para una 
señal de entrada definida como: 𝑣𝑖𝑛 = 1 + 1 sin(2𝜋𝐹) , 
donde 𝐹 representa la frecuencia de la componente senoidal 
expresada en HZ. Grafica la respuesta en tiempo observada 
en el osciloscopio y grafica la respuesta en frecuencia 
expresada en dB en una escala semilogarítmica como la que 
se muestra en la Figura 5. 
A. Amplificador inversor: 𝐻(𝑠) = −1 
Dada la siguiente función para el amplificador inversor: 
𝐻(𝑠) = −
𝑅2
𝑅1
 
Debemos calcular el valor de las resistencias para que la 
ganancia sea 𝐻(𝑠) = −1 , por lo tanto, los valores de las 
resistencias deberán ser de igual valor, teniendo la siguiente 
relación y proponiendo el valor de la resistencia: 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎: 𝑅2 = 10𝐾Ω 
𝑅2 = 𝑅1 
Ahora, se verá el diseño del amplificador inversor con los 
valores propuestos en la Figura 6. Además, se agregaron un 
generador de funciones y un osciloscopio para el análisis de 
señales. 
Figura 6: Diseño del OpAmp inversor 𝐻(𝑠) = −1 
Para el generador de funciones debemos colocar una 
frecuencia de 1𝑘𝐻𝑧 , con ondas senoidales, además de 
colocar un valor de 2.000𝑉𝑝𝑝 que son valores propuestos 
para este diseño en la Figura 7 y 8. 
 
Figura 7: Configuración del generador de funciones 1𝑘𝐻𝑧 
 
Figura 8: Configuración del generador de funciones 2.000 𝑉𝑝𝑝 
 
Ahora pasaremos a la configuración en el osciloscopio, 
primeramente tendremos que cambiar la marca de escala-
cuadro a un valor de 500𝜇𝑠 y las marcas para el CH1 y CH2 
estarán con un valor de 500𝑚𝑉. 
 
Teniendo estas configuraciones iniciales, ahora veremos en 
el osciloscopio 2 señales (Figura 9): 
• Amarilla – Señal de Entrada 
• Azul – Señal de Salida 
 
Figura 9: Señales de entrada y salida del amplificador inversor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observamos en el osciloscopio que, la señal de color azul, 
invierte la señal por el signo negativo que la tensión de 
salida está desfasada 180° o -1 con respecto a la entrada 
como en la Figura 10. 
 
Figura 10: Fase del amplificador inversor 𝐻(𝑠) = −1 
 
Ganancia de un amplificador expresada en dB en una 
escala semilogarítmica. 
 
Ahora analizaremos nuestra ganancia en dB utilizando la 
función de transferencia expresada como: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|𝐻(𝑠)| 
 
Sustuimos valores para saber nuestra ganancia en dB: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|−1| = 0 
 
 
Figura 11: Grafica escala semilogarítmica 𝐻(𝑠) = −1 
 
Este resultado nos hace referencia en que la señal de salida 
en frecuencia seguirá teniendo la misma frecuencia en cada 
década, además de no tener ninguna ganancia en dB. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B. Amplificador no-inversor: 𝐻(𝑠) = 2 
Dada la siguiente función para el amplificador no-inversor: 
𝐻(𝑠) = 1 +
𝑅2
𝑅1
 
Debemos calcular el valorde las resistencias para que la 
ganancia sea 𝐻(𝑠) = 2 , por lo tanto, los valores de las 
resistencias deberán ser de igual valor, teniendo la siguiente 
relación y proponiendo el valor de la resistencia: 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎: 𝑅2 = 10𝐾Ω 
𝑅2 = 𝑅1 
Ahora, tendremos el siguiente diseño del amplificador no-
inversor con los valores propuestos en la Figura 12. Además, 
de un generador de funciones y un osciloscopio para el 
análisis de señales. 
 
Figura 12: Diseño del OpAmp no-inversor 𝐻(𝑠) = 2 
 
Para el genarador de funciones estaremos usando los 
mismos valores de frecuencia y los volts pico a pico que el 
ampificador inversor. Figura 13 y 14. 
 
Figura 13: Configuración del generador de funciones 1𝑘𝐻𝑧 
 
 
Figura 14: Configuración del generador de funciones 
2.000𝑉𝑝𝑝 
Al igual que el amplificador inversor, tomaremos las 
cofiguraciones que se usarán para el osciloscopio de este 
diseño: 
 
• Marca de escala-cuadro: 500𝜇𝑠 
• Marcas para el CH1 y CH2: 500𝑚𝑉 
 
Siguiendo con la misma lógica, la señal de color Amarillo 
será la señal de entrada y la de color Azul será la señal de 
salida como se observa en la Figura 15. 
 
 
Figura 15: Señal de entrada y salida del amplificador no-
inversor 
 
Vemos que la señal de salida sobresale más que la de 
entrada por la razón de que la ganancia es mayor a 1 y 
además en este caso nuestra señal no es invertida como en el 
inversor. 
 
Cuando cambiamos el modo dentro del osciloscopio para 
observer la fase en modo ( 𝑥, 𝑦 ), observamos que la 
pendiente no se invierte en la Figura 16. 
 
Figura 16: Fase del amplificador no-inversor 𝐻(𝑠) = 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ganancia de un amplificador expresada en dB en una 
escala semilogarítmica. 
 
Ahora analizaremos nuestra ganancia en dB utilizando la 
función de transferencia expresada como: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|𝐻(𝑠)| 
 
Sustuimos valores para saber nuestra ganancia en dB: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|2| = 6.02059991 
 
 
Figura 17: Grafica escala semilogarítmica 𝐻(𝑠) = 2 
 
Este resultado nos hace referencia en que la señal de salida 
en frecuencia seguirá teniendo la misma frecuencia en cada 
década, además de tener una ganancia positiva en dB. 
 
C. Amplificador seguidor: 𝐻(𝑠) = 1 
Dada la siguiente función para el amplificador seguidor: 
𝐻(𝑠) = 1 
No es necesaria una configuración de resistencias ya que el 
seguidor de voltaje del circuito tendrá una ganancia de 
voltaje de 1. Esto significa que el amplificador operacional 
no proporciona ninguna amplificación a la señal como se ve 
en la Figura 18. 
 
Figura 18: Diseño del OpAmp seguidor 𝐻(𝑠) = 1 
 
Seguiremos utilizando las mismas configuraciones del 
generador de funciones que anteriormente se estuvieron 
utilizando Figura 19 y 20: 
• Frecuencia 1𝑘𝐻𝑧 
• Volts pico a pico 2.000 
 
 
Figura 19: Configuración del generador de funciones 1𝑘𝐻𝑧 
 
 
Figura 20: Configuración del generador de funciones 
2.000𝑉𝑝𝑝 
 
 
 
 
Siguiendo con las mismas cofiguraciones anteriores del 
osciloscopio: 
 
• Marca de escala-cuadro: 500𝜇𝑠 
• Marcas para el CH1 y CH2: 500𝑚𝑉 
 
Veremos en nuestro osciloscopio que la señal no se 
amplifica, teniendo en cuenta que la señal de salida estará 
encima que la de entrada como en la Figura 21. 
 
Figura 21: Señal de entrada y salida del amplificador 
seguidor 
 
Para observar que las señalas se solapan, moveremos de 
posición las señalas, poniendo en la parte superior la señal 
de entrada y en la parte inferior la de salida como en la 
Figura 22. 
 
Figura 22: Señal de entrada y salida del amplificador 
seguidor en diferente posición 
 
Ahora obsevaremos la señal de fase en el modo ( 𝑥, 𝑦 ) 
viendo que la señal es recta con un valor de 0, por el valor 
positive que obtuvimos de ganancia como en la Figura 23. 
 
Figura 23: Fase del amplificador seguidor 𝐻(𝑠) = 1 
Ganancia de un amplificador expresada en dB en una 
escala semilogarítmica. 
 
Ahora analizaremos nuestra ganancia en dB utilizando la 
función de transferencia expresada como: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|𝐻(𝑠)| 
 
Sustuimos valores para saber nuestra ganancia en dB: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|1| = 0 
 
 
 
Figura 24: Grafica escala semilogarítmica 𝐻(𝑠) = 1 
 
Este resultado nos hace referencia en que la señal de salida 
en frecuencia seguirá teniendo la misma frecuencia en cada 
década, además de no tener ninguna ganancia en dB. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
D. Amplificador inversor: 𝐻(𝑠) = −0,5 
Dada la siguiente función para el amplificador inversor: 
𝐻(𝑠) = −
𝑅2
𝑅1
 
Debemos calcular el valor de las resistencias para que la 
ganancia sea 𝐻(𝑠) = −1 , por lo tanto, los valores de las 
resistencias deberán ser de igual valor, teniendo la siguiente 
relación y proponiendo el valor de la resistencia: 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎: 𝑅2 = 10𝐾Ω 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎: 𝑅1 = 20𝐾Ω 
𝐻(𝑠) = −
10𝑘Ω
20𝑘Ω
= −0,5 
Veremos el diseño del amplificador inversor con los valores 
propuestos en la Figura 25. Además, se agregaron un 
generador de funciones y un osciloscopio para el análisis de 
señales. 
 
Figura 25: Diseño del OpAmp inversor 𝐻(𝑠) = −0,5 
Seguiremos utilizando las mismas configuraciones del 
generador de funciones que anteriormente se estuvieron 
utilizando Figura 26 y 27: 
• Frecuencia 1𝑘𝐻𝑧 
• Volts pico a pico 2.000 
 
Figura 26: Configuración del generador de funciones 1𝑘𝐻𝑧 
 
 
Figura 27: Configuración del generador de funciones 
2.000𝑉𝑝𝑝 
 
Siguiendo con las mismas cofiguraciones anteriores del 
osciloscopio: 
 
• Marca de escala-cuadro: 500𝜇𝑠 
• Marcas para el CH1 y CH2: 500𝑚𝑉 
 
Tendremos como señal de salida en nuestro osciloscopio 
invertida y con un tamaño pequeño por el valor de ganancia 
obtenido en la Figura 28. 
 
Figura 28: Señal de entrada y salida del amplificador 
inversor 
 
Ahora veremos que se invierte la señal por el signo negativo 
que la tensión de salida está desfasada 180° con respecto a 
la entrada como en la Figura 29. 
 
Figura 29: Fase del amplificador inversor 𝐻(𝑠) = −0,5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ganancia de un amplificador expresada en dB en una 
escala semilogarítmica. 
 
Ahora analizaremos nuestra ganancia en dB utilizando la 
función de transferencia expresada como: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|𝐻(𝑠)| 
 
Sustuimos valores para saber nuestra ganancia en dB: 
 
|𝐻(𝑠)𝑑𝐵| = 20𝑙𝑜𝑔10|−0,5| = −6.02059991 
 
 
Figura 30: Grafica escala semilogarítmica 𝐻(𝑠) = −0,5 
 
Este resultado nos hace referencia en que la señal de salida 
en frecuencia seguirá teniendo la misma frecuencia en cada 
década, además de tener una ganancia negativa en dB. 
 
 
 
 
 
 
 
V. CONCLUSIÓN 
Al terminar esta práctica se aprendió el tema los 
amplificadores operacionales teniendo en cuenta los tres 
tipos de configuraciones, al momento de estar realizando 
cada configuración y viendo las señales que nos arrojaba el 
osciloscopio se pensó que ventajas podría tener cada uno de 
ellos. Para el amplificador inversor la señal de salida 
sabemos que estará desfasada a la señal entrada que 
aplicamos para poder aplicarla en proyectos para equilibrar 
una señal. 
Para el amplificador no-inversor se puede tener una mejora al 
momento de implementar una impedancia alta de entrada 
para obtener una señal de salida que no esté invertida. Y, por 
último, para OpAmp seguidor la baja impedancia de salida 
que se obtiene hace que podamos reducir o evitar los efectos 
de carga los cuales los podemos aplicar para circuitos de 
muestra y retención. 
Teniendo esto en cuenta, los amplificadores son bastantes 
útiles para ciertos proyectos, los cuales espero poder llevar a 
cabo en el laboratorio para utilizar el equipo adecuado y si 
hubiese dudas comentarla con el profesor.REFERENCIAS 
[1] Instruments, T. (1977, February). TL08xx FET-Input Operational 
Amplifiers SLOS081M datasheet.[Online]. Available: 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl082.pdf?ts=1647779707446 
[2] S. Franco, Design with Operational Amplifiers and Analog 
Integrated Circuits, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2002. 
[3] R. F. Coughlin & F. F. Driscoll, Amplificadores Operacionales y 
Circuitos Integra-dos Lineales, 4ta Ed., Prentice-Hall, 1993. 
[4] J. C. C. Nelson, Operational Amplifier Circuits: Analysis and Design, 
Butterworth-HeinemannEd., 1995. 
[5] G.E. Tobey, J.G. Graeme, and L.P. Huelsman. Operational Amplifiers 
Design and Applications. Kogakusha Mc-Graw Hil, 1979. 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl082.pdf?ts=1647779707446