PROBLEMAS. EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL. 1. El circuito de la figura(1) muestra un Amplificador Operacional ideal salvo que tiene una ganancia finita A. Unas medidas indican que vo=3.5v cuando vi=3.5v. Cuanto vale dicha ganancia A? 2. Un amplificador operacional ideal se usa en una configuración inversora como la de la figura(2) en donde R1= 33kohm y R2= 330kohm. Cuanto vale la ganancia en lazo cerrado? Una segunda resistencia de 33kohm se conecta en la entrada a) en serie con R1 b) en paralelo con R1 Como variará la ganancia calculada? 2. Suponiendo amplificadores operacionales ideales, encontrar la ganancia vo/vi y la resistencia de entrada Rin de cada uno de los circuitos de la figura(3). EAT P.1

4. Sea el circuito de la figura(4.a) con R1=R2=R4=1Mohm; suponiendo que es un amplificador operacional ideal encontrar el valor de R3 para obtener las ganancias siguientes: a) G=-10 b) G=-100 c) Como variaría la ganancia si todas las resistencias fueran iguales. d) Una extensión de dicho circuito es el de la figura(4.b). Calcular su ganancia. 5. Sea un circuito integrador como el de la figura(5) cuyas tensiones iniciales de entrada y salida son nulas, y cuya constante de integración RC=1ms. Si se aplica a la entrada una señal como la de la figura, deducir la tensión de salida vo(t). Como varía dicha forma de onda si la entrada cambia ahora de +2v a -2v, con la misma constante (1ms)? Y si dicha constante aumenta a 2ms? 6. La figura (6) muestra un circuito básico de un convertidor digital-analógico (DAC). El circuito acepta una entrada digital de 4 bits en forma de palabra binaria a3, a2, a1, a0, donde ai toman los valores 0/1, y genera una salida analógica vo proporcional al valor de dicha entrada digital. Cada una de las señales binarias controla un conmutador Si que conecta la resistencia correspondiente a 5v (1 lógico) o a 0v (0 lógico). a) Deducir el valor de vo como función de Rf. EAT P.2

b) Encontrar el valor de Rf de manera que vo varíe de 0 a -10.(15/16). 7. Para el circuito de la figura(7) aplicar el teorema de superposición para calcular la tensión de salida vo en función de las tensiones de entrada v1 y v2. 8. En el circuito de la figura(8) se utiliza un potenciómetro de 10kΩ par obtener un amplificador de ganancia variable. Deducir la expresión de la ganancia como función de x suponiendo el caso ideal. Deducir la resistencia serie que sería preciso añadir para obtener una rango de variación de 1 a 11. EAT P.3

9. Deducir una expresión de la ganancia del esquema del seguidor suponiendo un amplificador operacional ideal pero con una ganancia A finita. Calcular como varía la ganancia en lazo cerrado par unos valores de A=1000, 100 y 10. En cada caso calcular el porcentaje de error de la ganancia respecto a su valor nominal que es la unidad. 10. Para el circuito de la figura(10) calcular vo en función de v1 y v2. Calcular la resistencia de entrada: a) desde v1 únicamente. b) desde v2 únicamente. c) desde una fuente conectada entre los dos terminales de entrada. d) desde una fuente conectada a ambos terminales de entrada simultáneamente. 11. El circuito de la figura (11) representa una versión modificada de un amplificador diferencial. Esta versión incluye una resistencia variable R G que produce una ganancia variable. Demostrar que dicha ganancia es: EAT P.4

12. El circuito de la figura (12) convierte la tensión vi en una corriente i L. Demostrar que si 2R2 = 2R1 = R3 + R4, y R4 R1 = 500ohm, entonces vi (volts) = i L (ma) 13. Sea el circuito de la figura. a) Suponiendo un AO ideal deducir la expresión de la ganancia vo/vi. Qué influencia tiene la resistencia R que no se incluye en la configuración inversora básica? b) Suponiendo una vi=0, pero teniendo en cuenta las corrientes de polarización de entrada, Qué valor se obtiene para la salida vo? c) Suponiendo que R1=10kohm y R2=100kohm, y siendo 3mv el máximo valor asignado a Voff. Calcular el rango de variación de la tensión de salida debido a la tensión de offset Voff. d) Para los mismos valores de R1 y R2, y siendo 40nA el máximo valor asignado a Ioff. Calcular el rango de variación de la tensión de salida debido a la corriente de offset Ioff. e) Dados los valores calculados en los dos apartados anteriores, Cual sería el rango de variación de la tensión de salida debida a la acción combinada de las corrientes de polarización y de offset, y de la tensión de offset? EAT P.5