Qué es un seguidor de tensión: Funcionamiento y aplicaciones

Los amplificadores operacionales se utilizan a menudo en un diseño de seguidor de tensión. Sin embargo, ésta no es la mejor solución en cuanto a riesgo potencial y carga capacitiva de las oscilaciones. Estas cargas tienen un gran impacto en las aplicaciones basadas en la estabilidad de los amplificadores operacionales. Existen numerosas técnicas de compensación para estabilizar un amplificador operacional normal. En esta aplicación se describirán las más frecuentes, que se utilizan en la mayoría de los casos. En este artículo se presenta una visión general de los seguidores de tensión.

¿Qué es un seguidor de tensión?

Un seguidor de tensión es cuando la salida del circuito del op-amp sigue directamente a la entrada del op-amp. Así, tanto la tensión de entrada como la de salida son iguales. Este circuito no proporciona ninguna amplificación. Por lo tanto, la ganancia de tensión es equivalente a 1. También se conoce como amplificador de ganancia unitaria, de amortiguación y de aislamiento. Este circuito tiene una alta impedancia de entrada, por lo que se utiliza en varios circuitos. El seguidor de tensión utiliza la señal de entrada para proporcionar un aislamiento eficaz de la salida. El esquema básico se muestra a continuación.

¿Para qué sirve un seguidor de tensión?

El objetivo principal de un seguidor de tensión es proporcionar la misma tensión de entrada que la de salida. En otras palabras, tiene una ganancia de corriente pero no de tensión.

Para comprender mejor este concepto, lee lo siguiente circuito seguidor de tensión se explica a continuación. Considera el siguiente circuito con una fuente de alimentación y una carga de baja impedancia. Este circuito extrae una gran cantidad de corriente a través de la carga conectada debido a la baja resistencia de la carga. Por lo tanto, el circuito utiliza una gran cantidad de energía de la fuente de alimentación y genera un gran ruido dentro de la misma.

A continuación, podemos considerar el suministro de la misma potencia al seguidor de tensión. Como la impedancia de entrada de este circuito es alta, la cantidad de corriente que consume el circuito será menor. La salida de este circuito es igual a la entrada debido a la falta de resistencias de retroalimentación.

Seguidor de tensión en circuitos divisores de tensión

La tensión de cualquier circuito puede compartirse con la resistencia o impedancia de sus componentes. Una vez conectado el amplificador operacional, el elemento principal de la tensión caerá a través de él debido a una enorme impedancia. En consecuencia, si utilizamos un seguidor de tensión dentro del circuito divisor de tensión, esto permite una tensión suficiente a través de la carga.

Hablamos del circuito divisor de tensión que se muestra en el siguiente circuito.

En el siguiente circuito, el divisor de tensión se coloca en el centro de dos resistencias y el amplificador operacional. Las resistencias utilizadas en el circuito son de 10 KΩ-2. La resistencia de entrada proporcionada por el amplificador operacional será de 100 megaohmios. Así, la resistencia equivalente en paralelo puede ser de 10 KΩ | 100 KΩ. Por tanto, la resistencia equivalente en paralelo puede calcularse como

= 10 X 100/ 10 + 100 => 10 kilo ohmios aprox.

El circuito divisor de tensión consta de dos resistencias iguales que proporcionan la mitad de la tensión dentro de la fuente de alimentación. Esto se puede conseguir utilizando la fórmula del divisor de tensión que se indica a continuación,

Vout = Vin X R2/R1+R2

10X10/10 + 10 = 5Voltios

Por tanto, la tensión anterior caerá a través de la resistencia de 10KΩ de la parte superior, al igual que la tensión caerá a través de la resistencia de 10KΩ de la parte inferior y de la resistencia de 100Ω de la carga. Así, sabemos que el amplificador operacional funciona como un buffer para obtener la tensión necesaria de la carga. El circuito anterior, excluyendo el seguidor, no funcionará correctamente debido a la falta de tensión de alimentación a través de la carga.

La implementación de este circuito puede hacerse principalmente por dos motivos: aislar y amortiguar la tensión de salida del circuito para obtener la tensión preferida de la carga conectada.

Estabilidad del seguidor de tensión

Normalmente, estos circuitos se utilizan para generar una señal de salida equivalente a la señal de entrada. Sin embargo, en un circuito puede surgir un grave problema: la estabilidad

La oscilación dentro de un amplificador de retroalimentación negativa puede estar relacionada con el desplazamiento de fase para cambiar la retroalimentación de negativa a positiva.

En la mayoría de los casos, se puede bloquear la oscilación para seleccionar un amplificador operacional como estable a ganancia unitaria. Internamente, estos amplificadores operacionales están compensados para conseguir una respuesta en frecuencia que permita un funcionamiento estable siempre que el dispositivo se utilice en la configuración de seguidor de tensión.

Ventajas

El ventajas del seguidor de tensión incluyen lo siguiente.

• Proporciona una ganancia de potencia y de corriente
• La menor impedancia de salida del circuito utiliza la salida
• Este amplificador operacional utiliza la corriente cero del i/p.
• Evita los efectos de la carga.
• No aumenta ni disminuye la amplitud de la señal de entrada
• El ruido de alta frecuencia no se puede filtrar.
• Tiene menor impedancia de salida
• Tiene una alta impedancia de entrada
• Ganancia de transmisión unitaria

Aplicaciones

El aplicaciones del seguidor de tensión incluyen lo siguiente.

• Se utilizan en los circuitos de S y H
• Los búferes utilizados en los circuitos lógicos.
• Se utiliza en filtros activos
• Se utiliza a través de un transductor en los circuitos de puente.

Por lo tanto, es una visión general del amplificador de tampón o seguidor de tensión. Se trata de un búfer no inversor de ganancia unitaria que utiliza un único amplificador operacional. Tiene dos características: la impedancia de entrada es alta y la de salida es baja. Refuerzan la señal permitiendo que las fuentes de alta impedancia impulsen una carga de baja impedancia. Para ello se utiliza un amplificador operacional cuyo diseño debe especificarse como una ganancia unitaria estable. Utilizando transistores externos, se puede crear un controlador de ganancia unitaria de alta corriente. Aquí tienes una pregunta: ¿cuáles son los inconvenientes del seguidor de tensión?