¿Esquema y funcionamiento de los amplificadores operacionales lm741 tlo72 lm386?

Esquema y funcionamiento de los amplificadores operacionales LM741, TL072 y LM386:

A continuación se muestra un desglose de los esquemas y el funcionamiento de estos amplificadores operacionales comunes:

1. Amplificador operacional LM741:

Esquema:

El LM741 es un amplificador operacional de transistor de unión bipolar (BJT) clásico con una estructura interna compleja. Aquí hay una representación simplificada:

* Amplificador diferencial de entrada: Los dos transistores de entrada Q1 y Q2 forman un amplificador diferencial.

* Cambio de nivel: La salida del amplificador diferencial se alimenta a un cambiador de nivel que consta de los transistores Q3 y Q4.

* Amplificador de salida: El amplificador de salida es una etapa push-pull con transistores Q5 y ​​Q6, que proporciona una alta corriente de salida.

* Red Bias: Proporciona la polarización de CC necesaria para los transistores.

Operación:

El LM741 funciona según el principio de retroalimentación negativa. El circuito interno amplifica una pequeña diferencia de voltaje entre los dos terminales de entrada (inversor (-) y no inversor (+)). Luego, el voltaje de salida se devuelve a la entrada inversora a través de una red de retroalimentación.

* Configuración invertida: Cuando la señal de entrada se aplica a la entrada inversora, el voltaje de salida está desfasado 180 grados con respecto a la entrada.

* Configuración no inversora: Cuando la señal de entrada se aplica a la entrada no inversora, el voltaje de salida está en fase con la entrada.

Características clave:

* Alta ganancia: LM741 tiene una ganancia de bucle abierto de alrededor de 200.000.

* Corriente de polarización de entrada baja: La corriente de polarización típica está en el rango de nanoamperios.

* Amplio rango de voltaje de funcionamiento: Puede funcionar de 5V a 18V.

* Bajo Costo: LM741 es uno de los amplificadores operacionales más rentables disponibles.

Limitaciones:

* Ancho de banda limitado: Tiene un ancho de banda limitado de alrededor de 1MHz.

* Tasa de giro: La velocidad máxima de cambio del voltaje de salida es limitada (normalmente 0,5 V/μs).

* Ruido: Mayor nivel de ruido en comparación con los amplificadores operacionales más nuevos.

2. Amplificador operacional TL072:

Esquema:

El TL072 es un amplificador operacional de entrada JFET dual, que presenta una estructura más simple que el LM741:

* Etapa de entrada JFET: La etapa de entrada utiliza transistores JFET para una alta impedancia de entrada y una baja corriente de polarización.

* Etapa de salida BJT: La etapa de salida utiliza transistores bipolares para una corriente de salida alta.

Operación:

El TL072 funciona de manera similar al LM741, pero su etapa de entrada JFET ofrece varias ventajas:

* Impedancia de entrada extremadamente alta: Normalmente en el rango de gigaohmios.

* Corriente de polarización de entrada más baja: En el rango de los picoamperios.

* Menor ruido: Los JFET son inherentemente más silenciosos que los BJT.

Características clave:

* Alta impedancia de entrada: Ideal para aplicaciones que requieren entradas de alta impedancia.

* Amplio rango de voltaje de funcionamiento: Funciona desde ±3V a ±18V.

* Bajo ruido y deriva: Debido a su etapa de entrada JFET.

* Mayor ancho de banda: Ancho de banda más amplio en comparación con el LM741 (alrededor de 5 MHz).

Limitaciones:

* Costo más alto: Más caro que el LM741.

3. Amplificador operacional LM386:

Esquema:

El LM386 es un amplificador de audio especializado diseñado para aplicaciones de audio de baja potencia:

* Operación de Suministro Único: Funciona con un único voltaje de suministro (normalmente de 5 V a 12 V).

* Control de ganancia interna: Permite ajustar la ganancia utilizando una única resistencia externa.

* Etapa de salida integrada: Incluye una etapa de salida de alta potencia para controlar los altavoces.

Operación:

El LM386 amplifica las señales de audio aumentando los niveles de voltaje y corriente. La red interna de control de ganancia permite ajustar el factor de amplificación.

Características clave:

* Amplificación de audio de bajo consumo: Diseñado para aplicaciones que requieren bajo consumo de energía.

* Fácil de usar: Fácil de implementar con una única tensión de alimentación y mínimos componentes externos.

* Control de ganancia integrado: Permite un cómodo ajuste de ganancia.

Limitaciones:

* Ancho de banda limitado: Ancho de banda más bajo que LM741 y TL072 (normalmente 20 kHz).

* Ganancia fija: La ganancia máxima se fija en alrededor de 200.

En resumen:

* LM741: Amplificador operacional clásico, de bajo costo y de uso general con ancho de banda limitado y mayor ruido.

*TL072: Amplificador operacional de entrada JFET dual con alta impedancia de entrada, bajo ruido y mayor ancho de banda que el LM741.

* LM386: Amplificador de audio especializado optimizado para aplicaciones de audio de baja potencia con control de ganancia integrado y un único voltaje de suministro.

La elección del amplificador operacional depende de los requisitos específicos de la aplicación. Para aplicaciones de uso general donde el costo es un factor clave, el LM741 es una opción adecuada. Para aplicaciones que exigen alta impedancia de entrada, bajo ruido y ancho de banda más amplio, el TL072 es una mejor opción. Para aplicaciones de audio de bajo consumo, el LM386 es ideal.