16. El amplificador seguidor

Este es el esquema más simple que se puede conectar con un amplificador operacional. Este esquema sirve para obtener a la salida del amplificador la misma tensión que tenga su entrada positiva.

Esquema del amplificador operacional seguidor.

Este esquema es útil cuando queremos obtener una tensión estable y con baja resistencia de salida a partir de una fuente de tensión con alta resistencia, que cambiaría mucho su tensión si le conectamos corriente.

Un ejemplo práctico de uso de un amplificador seguidor es el siguiente circuito que genera una tensión de tierra virtual a partir de un divisor de tensión resistivo:

Amplificador seguidor utilizado para generar una tensión de tierra virtual.

Realimentación negativa

Para que un amplificador operacional sea estable debe tener realimentación negativa. Esto significa que la tensión de salida debe llegar hasta el terminal negativo de la entrada.

Si la tensión de salida aumenta, la tensión de la entrada negativa aumentará y eso producirá una disminución de la tensión de salida.

Si por el contrario la tensión de salida disminuye, la tensión de la entrada negativa disminuirá y eso producirá un aumento de la tensión de salida.

Como los cambios de tensión de la salida tienden a compensarse, el resultado será que la salida tendrá la misma tensión que la entrada.

Con realimentación negativa los dos terminales de entrada tendrán la misma tensión.

Simulación

En la siguiente simulación podemos ver un amplificador seguidor utilizado para copiar la tensión de un diodo zener. Esto permite alimentar un circuito con corriente relativamente elevada, que cambiaría la tensión del zener si conectásemos directamente una carga.

Ejercicios

1. Dibuja el esquema simplificado de un amplificador operacional seguidor.

2. Dibuja un esquema real de un amplificador operacional seguidor que sirva para generar una tierra virtual.

3. Dibuja un esquema real de un amplificador operacional seguidor que sirva para generar una tensión estable de salida a partir de un diodo zener.

4. En la simulación anterior, cambia el valor de la resistencia R1 con la barra de control de la derecha. ¿Qué le pasa a la tensión de la resistencia? ¿Por qué crees que pasa esto?

5. En la simulación anterior, cambia el valor de la resistencia R2 con la barra de control de la derecha. ¿Qué le pasa a la tensión de la resistencia? ¿Por qué crees que pasa esto?

6. En la simulación anterior, si hacemos que el valor de la resistencia R2 sea muy bajo llegará un momento en el que el amplificador operacional no podrá entregar suficiente corriente y la tensión bajará. ¿Qué corriente máxima puede entregar el amplificador operacional?

   Con la ley de Ohm calcula la resistencia mínima que podemos conectar para que la tensión de salida se mantenga en 5 voltios.