Amplificador Norton

TEMA: AMPLIFICADORES OPERACIONALES

DIFERENCIALES DE CORRIENTE LM 3900

OBJETIVOS

n

Indicar el nombre y la finalidad de los terminales del

A.O. diferenciador de corriente

n

Indicar las ventajas del C.I. LM 3900

n

Indicar las partes principales de un A.O. Y describir

su funcionamiento

n

Calcular los componentes de un amplificador

inversor , no inversor , generador de onda cuadrada

VCO, etc.

INTRODUCCION

n

Este tipo de amplificadores son llamados

también amplificadores tipo Norton,

amplifican diferencias de corriente de entrada

proporcionándonos una tensión de salida

n

Se encuentran en el mercado en una versión

cuádruple, esto es dispone de 4 A.O. Sobre

un encapsulado de 14 terminales, opera con

una alimentación simple, entre un rango

bastante amplio entre 4 y 36 Voltios.

CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES

n

Rango de tensión de alimentación 4 a 36V

n

Ganancia de lazo abierto 70db

n

Impedancia de salida, Zo=8K

n

Rango de tensión salida (Vcc-1V)

n

Corriente típica de salida, Io = 10mA

SIMBOLO Y DIAGRAMA INTERNO

NORTONLM3900

n

Para el análisis de circuitos con el LM3900, se

debe tener en cuenta las siguientes

consideraciones:

1.- Las corrientes de entrada I(+) e I(-), se reflejan mutuamente, por lo

tanto:

I(+) = I(-)

AMPLIFICADOR INVERSOR

Analisis en reposo I

+

_=I

-3

2

2

2

3

3

3

2

1

2

2

1

1

0,5

0,5

0,5

0,5

2

2 condicion para trabajar en clase A

ganancia esta dada por: i

0

y la impedancia de entrada

CC

ODC

CC

ODC

ODC

CC

CC

ODC

v

U

U

R

R

U

R

U

R

U

U

R

R

U

U

R

R

La

i

R

A

Zi R

R

-

₌

-æ

-

ö

=

_ç

_÷

+

»

=

è

ø

=

=

+ =

= -

=

Este circuito trabaja en clase A

i1

CURVAS DE ENTRADA Y

SALIDA

0 .0 0 0 ms

1 0 .0 0 ms

2 0 .0 0 ms

3 0 .0 0 ms

9 .0 0 0 V

8 .0 0 0 V

7 .0 0 0 V

6 .0 0 0 V

5 .0 0 0 V

4 .0 0 0 V

3 .0 0 0 V

2 .0 0 0 V

1 .0 0 0 V

0 .0 0 0 V

- 1 .0 0 0 V

A : v 1 _ 1

B : c 2 _ 1

AMPLIFICADOR NO INVERSOR

I

_f

1

2

R

R

Av

=

1

i

Z

=

R

f

i

I

+

= Þ = Þ

I

-

I

I

2

1

y

i

f

i

V

V o

I

I

R

R

=

=

3

2

2

R

=

R

Ganancia de tensión:

Condición Clase A

Impedancia de entrada

CURVAS ENTRADA Y SALIDA

0 .0 0 0 m s

2 .0 0 0 m s

4 .0 0 0 m s

6 .0 0 0 m s

8 .0 0 0 m s

1 0 .0 0 m s

9 .0 0 0 V

8 .0 0 0 V

7 .0 0 0 V

6 .0 0 0 V

5 .0 0 0 V

4 .0 0 0 V

3 .0 0 0 V

2 .0 0 0 V

1 .0 0 0 V

0 .0 0 0 V

- 1 .0 0 0 V

A : c 2 _ 1

B : v 1 _ 1

Comparador de tensión

i

REF

o

V

£

V

Þ

V

= +

Vcc

El circuito nos muestra un comparador de tensión

de potencia, alimentando una lámpara

Comparador inversor con histéresis con el

baricentro no en el origen

I(+)

Si, Vo=V

+

_{→I(+)=I1+I2}

Si VIN<Vp→

I

(

-

)

=

Vp

_RIN

-

0

.

5

1

5

.

0

5

.

0

)

(

R

V

R

V

I

B

-+

-=

+

+

+

( )

( )

I

_-

=

I

₊

5

.

0

R

5

.

0

V

R

5

.

0

V

R

V

1

B

IN

P

÷÷

+

ø

ö

çç

è

æ

-

₊

-=

+

+

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

+

=

+

1

B

IN

P

R

1

R

1

V

R

V

5

.

0

R

5

.

0

V

R

V

B

IN

V

÷÷

+

ø

ö

çç

è

æ

-=

+

B

IN

V

R

V

R

V

+

=

Aproximando:

Aproximando:

Si Vo=0 y VIN<Vp→

R

_B

V

I

(

-

)

=

+

-

0

.

5

Si VIN≈Vp, con Vo=0→

RIN

Vp

5

.

0

R

5

.

0

V

R

V

B

IN

P

÷÷

+

ø

ö

çç

è

æ

-=

+

P

IN

B

V

V

R

R

+

»

5

.

0

R

5

.

0

V

R

5

.

0

V

R

V

1

B

IN

V

÷÷

+

ø

ö

çç

è

æ

-=

+

+

1

1

1

V

IN

B

V

R V

R

R

+

æ

ö

»

_ç

-

_÷

è

ø

GENERADOR DE ONDA CUADRADA

Análisis de ecuaciones

1

1

Si

, se carga a traves

de R hasta el voltaje V

_P

Vo Vcc

C

®

=

®

1

1

Si

0, se descarga

a traves de R hasta Vv

Vc Vp Vo

C

® = ® =

1 1

Para el periodo: 2

ln

p

v

V

T

RC

V

=

2

3

R

Vv Vcc

R

=

₂

3

4

1

1

Vp R Vcc

R

R

é

ù

=

_ê

+

_ú

ë

û

Curvas voltaje de salida y del capacitor

5 0 . 0 0 m s

1 0 0 .0 m s

1 5 0 . 0 m s

2 0 0 .0 m s

1 2 .5 0 V

1 0 .0 0 V

7 .5 0 0 V

5 .0 0 0 V

2 .5 0 0 V

0 .0 0 0 V

- 2 .5 0 0 V

A : r 1 _ 1

B : r 1 _ 2

+Vcc

Vp

Vv

T1 T2

Vc

GENERADOR DE IMPULSOS

D1

1N5400

+ V1

15V

A

C1

0.5uf

U1

LM3900

R5

1k

R4

1500k

1500k

R3

R2

150k

R1

50k

A

CURVAS DE CAPACITOR Y SALIDA

0 .0 0 0 m s

1 0 0 .0 m s

2 0 0 .0 m s

3 0 0 .0 m s

1 5 .0 0 V

1 2 .5 0 V

1 0 .0 0 V

7 .5 0 0 V

5 .0 0 0 V

2 .5 0 0 V

0 .0 0 0 V

- 2 .5 0 0 V

- 5 .0 0 0 V

A : d 1 _ 1

B : c 1 _ 2

Oscilador controlado por tensión

A2, Comparador no inversor

A1, Integrador diferencial

n

Si la salida Uo, se encuentra a 0V y el transistor Q1 bloqueado,

en el A1 se tiene un integrador diferencial

En forma general:

2

1

2 1

1 1

1

1

1

_x

_x

U

U dt

U dt

R C

R C

=

ò

-

ò

1

2 1

1 1

1

1

U

Uedt

Uedt

R C

R C

=

ò

-

ò

1

1

2 1

2

UeT

U

R C

=

Rampa positiva

Como U

_1x

=U

_2x

=Ue, entonces:

Si U1≈Vp, Uo = +Ucc, entonces satura a Q1 la corriente I2 no

ingresa al Terminal positivo

entonces:

2

1

2

1 1

0

1 1

1

T

Ue

U

Uedt

T

RC

RC

=-

ò

=-1

2

2

1

Ue

U

T

R C

=

-2 1

4

R C U

(

_P

U

_v

)

T

Ue

-=

Con R1=2R2

Para el periodo tenemos:

2 1

(

)

(

)

4

(

_p

_v

)

Ue

f

Hz

f

f Ue

R C U

U

=

Þ =

-Generador de onda cuadrada y

triangular

A2, Comparador inversor

A1, Integrador diferencial

1

2 1

1

2

UccT

Uo

R C

=

2

2

1

1

2

UccT

Uo

R C

=

-2 1

4

R C U U

(

_P

_V

)

T

Ucc

-=

Para el periodo

Si Uo1=Up, Uo2=0, la rampa crece

negativamente en t=T2

Rampa lineal

creciente

Aplicaciones:

Bibliografía

n

CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES

n

M. Torres Portero 1989

n

INTRODUCCION A LOS A.O. CON

APLICACIONES LINEALES

n

Luces M. Faulkenberry 1990

n

Manuales del LM3900