¿Qué te ha parecido este pequeño curso de amplificador operacional? Hoy veremos el seguidor de voltaje, una de las configuraciones mas simples que existen, ya que su principio de funcionamiento no es tan complejo como en otras configuraciones que veremos después. ¡Atento!

Te explicaré:

• Su Definición.
• Principales Características.
• Funcionamiento.
• Diagrama general de conexión.
• Formulas.
• Ganancias, impedancias, etc.
• Ejemplo práctico.
• Aplicaciones y usos.

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¿Qué es el amplificador operacional seguidor de voltaje?

El seguidor de voltaje por su características es considerado un amplificador tipo buffer o de ganancia unitaria, ya que es un circuito basado en el Amplificador operacional (Amp Op), el cual tiene una ganancia de voltaje igual a uno (ganancia unitaria).

La característica que te acabo de mencionar es lo que lo hacer ser una configuración muy sencilla.

¿Cómo funciona el amplificador seguidor de voltaje?

Cuando te digo que la ganancia es igual a uno, significa:

• Que el amplificador NO va a entregar ninguna amplificación de señal, la tensión de salida seguirá la tensión de entrada; es decir, la señal de salida será igual que la señal de entrada.

Por ejemplo, si tenemos 3.3v de entrada, tendremos posteriormente 3.3v de salida. Muy fácil ¿no? Tal vez podrías pensar que parece inútil esta configuración; sin embargo, nada de eso, tiene muchas aplicaciones y es muy funcional.

La utilidad de esta configuración se debe directamente a la impedancia de entrada (Ze) y a la impedancia de salida (Zo), te explicaré esto más adelante con mayor detalle.

Gracias a la alta impedancia de entrada, se proporciona un efecto de aislamiento en la salida, respecto a la señal de entrada, de esta manera, elimina todo efecto de “carga”.

Además, gracias a estas características, el seguidor de voltaje pide muy poca corriente al circuito que entrega la señal, y aumenta la capacidad de entrega de corriente al circuito que recibe la señal.

Características del Amp Op seguidor de voltaje

Algunas de sus principales características son:

• Impedancia alta de entrada, lo que hace posible no tomar corriente de la entrada.
• Impedancia de salida baja, lo que hace posible evitar efectos de carga.
• Proporciona ganancia de potencia y de voltaje (Av = 1)
• No tiene resistencia de realimentación.
• El valor del voltaje de salida es el mismo que el de entrada.

Método general de análisis del amplificador seguidor de voltaje

Bien, ya hemos terminado con los conceptos más importantes que debes conocer para proceder con el análisis de esta configuración. Así que pasemos a cosas más interesantes.

Diagrama general de conexión seguidor de voltaje

Valor de la corriente seguidor de voltaje

• Las características del circuito, de una forma matemática, se pueden expresar de la siguiente manera:

I₁ = 0

I₂ = 0

Valor del voltaje de entrada y salida

• La tensión en el pin inversor es igual que la tensión en el terminal no inversor:

V_i = V_o

• Por lo tanto, el voltaje de salida está expresado de la siguiente manera:

V_o = V_i

Fórmula de la ganancia

La ganancia de voltaje es unitaria, y se expresa de la siguiente manera:

Finalmente, recordemos que la impedancia de entrada es muy alta, tomando casi valores infinitos; valores que se acercan a los mega ohmios. Mientras tanto, la impedancia de salida es poca o nula.

Ejercicio del amplificador seguidor de voltaje

Recordemos que una de las ventajas que nos proporciona el seguidor de voltaje, es que estos dibujan muy poca corriente, la señal de salida es la misma que la de entrada, funcionan como amortiguadores de aislamiento y todo lo anterior sin alterar el circuito. Gracias a estas ventajas, es común utilizarlos en los divisores de voltaje,

A continuación, veremos el ejemplo de un divisor de voltaje, en el cual es aplicado el amplificador seguidor de voltaje.

En esta aplicación, se necesita obtener 7 voltios de una fuente que suministra 14 volts, con el fin de alimentar una resistencia carga (RL) de 330 ohmios. Las resistencias 1 y 2 del divisor de voltaje tienen un valor de 10k ohmios.

Cualquier divisor de tensión con las mismas 2 resistencias, es decir, el mismo valor, entrega la mitad de tensión de la fuente de alimentación. Se expresa de la siguiente manera:

Por lo tanto, 7 voltios caen en R1 al igual que en R2.

Gracias a que la resistencia de carga (RL) está en paralelo con R2, también cae 5v en la resistencia de carga.

Aquí lo que se realizó principalmente es amortiguar la salida del circuito, para que la resistencia de carga recibiera el voltaje requerido (7v). Así que, es súper útil cuando necesitas mejorar el seguimiento de una tensión de entrada.

Aplicaciones del seguidor de voltaje

Los seguidores de voltaje tienen una gran aplicación en los amortiguadores de voltaje para aquellas aplicaciones que consistan en circuitos lógicos y circuitos de muestra y retención.

También se utilizan en filtros activos y en circuitos puente mediante un transductor. Se han aplicado los seguidores de voltaje por bastante tiempo en muchos de los puertos paralelos de las computadoras, sobre todo cuando se trabajan con datos de salida y cuando se está trabajando con elementos electromagnéticos como los relevadores.

• El amplificador seguidor de voltaje puede parecer algo inútil al decir que entrega el mismo voltaje que hay de entrada como de salida; sin embargo, funciona muy bien cuando necesitamos eliminar cargas y amortiguar la señal de salida.

Excelente, en este punto ya sabes ¿Qué es? Y ¿Cómo funciona? Un seguidor de voltaje, espero estés disfrutando de este curso de A.O. Y que lo hayas compartido en redes sociales para ayudar a más colegas.