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UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA
Curso: INSTRUMENTACION 2008
Laboratorio No 4
Amplificadores Operacionales
Introducción:
Este trabajo tiene por objetivo estudiar el funcionamiento de las fuentes de corriente
constante, la etapa de entrada de los amplificadores operacionales y sus aplicaciones.
Fuentes de potencial constante y corriente constante
Las fuentes de voltaje constante entregan una diferencia de potencial eléctrico que es
independiente de la intensidad de corriente, dentro de los límites de operación de la fuente.
Por ejemplo la red eléctrica de la casa es una fuente de voltaje constante. El voltaje es 220V
rms independiente de la corriente que suministra. Permanece en 220V si no hay consumo, si
se enciende una ampolleta de 25W (134 mA) o una estufa de 1000W (4,5 A). Sin embargo,
cae a cero si se enchufan 10 estufas de 1000W porque la corriente máxima posible es 15 A..
Las fuentes de corriente constante entregan una intensidad de corriente eléctrica que es
independiente de la carga conectada a ella. El potencial eléctrico varía según la carga. El
circuito de más abajo funciona como una fuente de corriente constante.
La fuente de corriente constante está constituida por la pila de 100V y la
resistencia de R1. La resistencia R2 representa la carga sobre la cual se
aplica la corriente constante.
La corriente está dada por la relación siguiente.
i
100V
R1  R2 
Para R2R1 la corriente es 100V/R1, 100A, independiente de R2.
Ejercicio 1.
 Compruebe la constancia de la corriente de 100A para R2 = 1, 10, 100 , 1K, 10K o
100K.
 Mida la diferencia de potencial eléctrico que la fuente aplica a R2 en cada uno de los
casos.
Instrumentación 2008, Trabajo de Laboratorio No. 4
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El circuito de la derecha también funciona como una fuente de
corriente constante. Tiene más componentes que la fuente
anterior pero tiene la ventaja de usar sólo pilas de bajo voltaje. La
pila de 12V suministra la corriente que se aplica sobre la
resistencia R2, que es la carga de la fuente. La pila de 1V polariza
la base del transistor por lo que el potencial del emisor es
aproximadamente 300 mV, que aplicados sobre la resistencia R1
dan por resultado una corriente de aproximadamente 100 A.
Esta corriente proviene en un 99% del colector, es decir pasa a
través de la carga R2.
Ejercicio 2.
 Compruebe la constancia de la corriente de 100A para R2 = 1, 10, 100 , 1K, 10K,
100K y 1M.
 Mida la diferencia de potencial eléctrico que la fuente aplica a R2 en cada uno de los
casos.
 Compare la calidad de la regulación de la corriente de ambas fuentes.
Ejercicio 1
Resistencia
Corriente
Ejercicio 2
Voltaje
Corriente
Voltaje
1
10 
100 
1000 
10000 
La fuente que mejor controla la corriente es la del
ejercicio 1 ejercicio 2.

Copie la tabla en la página 7
Instrumentación 2008, Trabajo de Laboratorio No. 4
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Amplificadores Operacionales. Etapa de entrada.
El circuito de la derecha representa la
etapa de entrada de un amplificador
operacional, alimentado por dos fuentes de
15 Volts. Las entradas son los electrodos
gate de los transistores VIRTUALES
NJFET Q1 y Q2. El contacto de salida de
esta etapa del amplificador es el electrodo
drain de Q1.
Ejercicio 3
Mida las corrientes de drain ( Id1 e Id2 )
de cada transistor y los potenciales Vd1,
Vd2, Vs, para Vg1 = Vg2 = 0,
Repita sus medidas aplicando + - 100mV
a cada una de l as entradas o ambas a la vez.
Identifique la entrada inversora y la no-inversora.
Calcule la ganancia de voltaje de la etapa.
Ejercicio 3.
Vg1
0
0
+
0
0
+
+
+
-
0
0
-
-
-
Vg2
Id1
Id2
Vd1
La entrada inversora es  G1  G2.
La ganancia de la etapa es ,.

Copie la tabla en la página 6.
Vd2
Vs
Instrumentación 2008, Trabajo de Laboratorio No. 4
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Circuitos con amplificadores operacionales
Amplificador no-inversor
El circuito de la derecha amplifica por 10 el
voltaje de la señal de entrada representada
por la fuente V3. El amplificador 741 está
alimentado por las fuentes de poder de + 15V
y –15V (V1 y V2). El circuito tiene
realimentación negativa por lo que V- = V+ e
igual a V3. La corriente que circula por la
resistencia R1 es V3/R1 que también es igual
a V(out)/(R1+R2), por lo que la relación
entre los voltajes de entrada y salida del
circuito es V(out) = V3(R1+R2)/R1.
 Haga funcionar el circuito con V3 = 1V.
 Compruebe que las corrientes sobre R1 y R2 sean las esperadas.
 Compruebe que los voltajes en la salida del amplificador y en el nudo que une R1 con R2
sean los esperados.
 Mida la corriente que el circuito toma de la fuente V3 y compárela con la esperada.
Amplificador inversor
El circuito de la derecha amplifica por -10 en
voltaje de la señal de entrada representada
por la fuente V1. Por tener realimentación
negativa y la entrada V+ conectada a tierra,
el potencial en el nodo que une R1 con R2 es
cero. La corriente que circula por R2 es
V1/R2 y es igual a la que circula por R1 que
es –V(out)/R1. De la igualdad de las
corrientes se deduce que V(out) = V1(R1/R2).
 Haga funcionar el circuito con V1 = 1V.
 Compruebe que las corrientes sobre R1 y
R2 sean las esperadas.
 Compruebe que los voltajes en la salida del amplificador y en el nudo que une R1 con R2
sean los esperados.
 Mida la corriente que el circuito toma de la fuente V1 y compárela con la esperada.
 Compare la corriente que este circuito toma a la entrada con la correspondiente del
circuito no-inversor.
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No-Inversor
Parámetro
Esperado
5
Inversor
Observado
Esperado
Observado
I sobre R1
I sobre R2
V(salida)
V(R1.R2)
I entrada
 Copie la tabla en la página 6.
Circuito Integrador
Tomado como base el circuito del problema
anterior arme un amplificador integrador
eliminando la resistencia de realimentación ( R1
) y poniendo en su lugar un condensador de 1
micro Farad. En este circuito V+ = V- = 0. La
corriente proveniente de V1 circula hacia la
entrada del amplificador. Cuando el interruptor
cierra el circuito entonces V(out) es cero porque
la resistencia de realimentación es 0. Cuando el
interruptor abre el circuito la corriente circula
hacia la salida del amplificador a través del
condensador. Esta corriente es CdV/dt por lo
tanto V(out) será la integral de la corriente desde el momento computada desde el instante en
que se abre el interruptor y el momento de la medida.
 Haga un análisis de los primeros 10 milisegundos de operación del integrador para V3 = 1
volt, usando la herramienta Transient analysis.( Clic Simulate, Analyses, Transient
analisys) La condición inicial es voltaje cero. La variable a graficar es la salida del
amplificador. La condición inicial es voltaje cero.
 Compruebe que el voltaje sea la integral de la corriente evaluada durante el intervalo de
simulación.
 Haga una representación gráfica de su observación en la página 7.
 Repita el análisis cambiando la pila V3 por una fuente de voltaje alterno de 1volt pico y
frecuencia 100Hz, fase 0 grados.
 Haga una representación gráfica de su observación en la página 7.
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RESUMEN DE LOS RESULTADOS.
 Ponga su nombre al pie de las hojas 7 y 8 y entréguelas al ayudante al
final de su trabajo.
Ejercicio 1
Ejercicio 2
Resistencia
Corriente
Voltaje
Corriente
Voltaje
1
10 
100 
1000 
10000 
Ejercicio 3.
Vg1
0
0
+
0
0
+
+
+
-
0
0
-
-
-
Vg2
Id1
Id2
Vd1
Vd2
La entrada inversora es  G1  G2.
La ganancia de la etapa es ,.
Nombre __________________________________
Vs
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No-Inversor
Parámetro
Inversor
Esperado
Observado
Esperado
Observado
I sobre R1
I sobre R2
V(salida)
V(R1.R2)
I entrada
Voltaje ( _____ )
Integrador.
0
2
4
6
8
Tiempo ( _____ )
Nombre __________________________________
10