Un amplificador operacional (también llamado OPAMP) es un circuito integrado muy versátil que permite diseñar múltiples circuitos electrónicos: desde comparadores de voltaje y amplificadores de señal, hasta filtros, sumadores y diferenciadores.
Gracias a su diseño interno, compuesto por numerosos transistores, los amplificadores operacionales pueden controlar corrientes y tensiones, lo que los convierte en un bloque fundamental dentro de la electrónica analógica.
Breve historia del amplificador operacional
Uno de los primeros y más famosos amplificadores operacionales fue el circuito integrado 741, que contiene un único OPAMP. Con el tiempo, surgieron versiones más modernas que integran 2 o 4 operacionales en el mismo encapsulado, permitiendo mayor flexibilidad en el diseño de circuitos.
Símbolo y terminales de un OPAMP
Un amplificador operacional cuenta con:
- Dos entradas: inversora (-) y no inversora (+).
- Una salida.
- Alimentación positiva y negativa (Vcc y Vss).
En un OPAMP ideal se cumplen tres condiciones:
- La impedancia de entrada es infinita (no circula corriente en las entradas).
- La diferencia de voltaje entre la entrada inversora y la no inversora es nula.
- No hay corriente de entrada o salida en los terminales.
Configuraciones comunes de un amplificador operacional
Los amplificadores operacionales pueden adoptar distintos comportamientos dependiendo de cómo se conecten resistencias, capacitores u otros componentes en su configuración:
Comparador
Detecta niveles de voltaje en una entrada y cambia la salida a positivo o negativo según la comparación.
Amplificador inversor
La señal de entrada se amplifica por un factor -R2/R1. La ganancia puede ser mayor o menor que 1, lo que permite amplificar o atenuar señales.
Amplificador no inversor
Amplifica la señal de entrada con una ganancia de 1 + (R2/R1). En este caso, no es posible reducir la amplitud.
Seguidor de tensión (Buffer)
La ganancia es 1. Se utiliza para adaptar impedancias entre distintas etapas de procesamiento de señal.
Amplificador integrador
Integra la señal de entrada en el tiempo gracias al uso de un capacitor. Es muy útil en aplicaciones de procesamiento analógico.
Amplificador diferenciador
Realiza la operación contraria al integrador: obtiene la derivada de la señal de entrada.
Tabla comparativa de configuraciones de amplificadores operacionales
Aplicaciones prácticas de los OPAMP
Los amplificadores operacionales son esenciales en proyectos de electrónica educativa e industrial. Se usan para:
- Procesar señales analógicas en sensores.
- Diseñar filtros activos.
- Implementar circuitos de control en plataformas como Raspberry Pi, Arduino o micro:bit.
- Acondicionar señales pequeñas para ingresarlas a entradas analógicas de microcontroladores.
Conclusión
Los amplificadores operacionales son una herramienta fundamental en el diseño electrónico. Gracias a su versatilidad, permiten crear desde circuitos básicos en la enseñanza de electrónica hasta aplicaciones avanzadas en proyectos con Inteligencia Artificial y hardware embebido.