Un op-amp está diseñado para ser un amplificador de alta ganancia y con un gran ancho de banda. Esta operación tiende a ser inestable (oscila) debido a retro alimentación positiva. Para asegura una operación estable, los op-amp se construyen con circuitería de compensación interna que también causa que la ganancia muy alta de lazo abierto disminuya con el incremento de frecuencia. A esta reducción de ganancia se le conoce como atenuación prograsiva. En la mayoría de los amplificadores, la atenuación progresiva se presenta con un porcentaje de 20 dB por década (-20 dB/década) o 6 dB por octava (-6 dB/octava).

Ganancia-ancho de banda

Debido a la circuitería de compensación interna incluida en un op-amp, la ganancia de voltaje cae conforme se incrementa la frecuencia. Las especificaciones del op-amp proporcionan una descripción de la ganancia en función del ancho de banda. La figura 5.17 proporciona una gráfica de la ganancia en función de la frecuencia para un op-amp típico. Si se baja la frecuencia hasta CD, la ganancia se convierte en el valor listado por la especificación AVD (ganancia diferencial de voltaje) del fabricante y por lo general tiene un valor muy grande. Conforme aumenta la frecuencia de la señal de entrada, la ganancia en lazo abierto cae hasta que finalmente llega al valor de 1 (unitaria).

La frecuencia en este valor de ganancia la especifica en fabricante como el ancho de banda de ganancia unitaria, B1. Aunque este valor es una frecuencia en la que la ganancia llega a 1, y puede considerarse un ancho de banda, puesto que la banda de frecuencia desde 0 Hz hasta la frecuencia de ganancia unitaria es también un ancho de banda. Por tanto, se podría hacer referencia al punto donde la ganancia se reduce a 1, como la frecuencia de ganancia unitaria (f1) o el ancho de banda de ganancia unitaria (B1).
 

Figura 5.17. Gráfica de ganancia en función de la frecuencia
 
 

Otra frecuencia interesante es la que vemos en la figura 5.17, a la cual la ganancia cae en 3 dB (o a 0.707 de la ganancia de dc, AVD), siendo esta la frecuencia de corte del op-amp, fC. De hecho, la frecuencia de ganancia unitaria y de corte están relacionadas por

F1 = AVDfC

La ecuación arriba mencionada muestra que a la frecuencia de ganancia unitaria también se le puede llamar producto ganancia-ancho de banda del op-amp.

Ejercicio 5.1

Determine la frecuencia de corte de un op-amp que tiene los valores especificados B1 = 1 MHz y AVD = 200 V/mV.

Solución:

Debido a que f1 = B1 = 1 MHz, podemos usar la siguiente ecuación:

f1 = AVDfC
 

          f1             1 MHz                1 X 10e6
fC = ----------= ---------------- = ----------------- = 5 Hz
          AVD         200 V/mV         200 X 10e3

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