Amplificador Operacional LM741
El LM741 es un amplificador operacional (Op-Amp) muy utilizado en electrónica analógica.
Su función principal es amplificar la diferencia de voltaje entre dos entradas.
Este circuito integrado fue uno de los primeros op-amps ampliamente usados en aplicaciones educativas y de diseño analógico.
1. Principio de funcionamiento
El LM741 posee tres terminales principales para señales:
- Entrada no inversora \((V_{+})\)
- Entrada inversora \((V_{-})\)
- Salida \((V_{out})\)
El comportamiento ideal de un amplificador operacional se describe con la siguiente ecuación:
\[
V_{out} = A \,(V_{+} - V_{-})
\]
donde:
- \(V_{+}\) = voltaje en la entrada no inversora
- \(V_{-}\) = voltaje en la entrada inversora
- \(A\) = ganancia del amplificador (muy grande, típicamente \(10^{5}\))
Esto significa que el circuito amplifica la diferencia de voltaje entre ambas entradas.
2. Comportamiento de la salida
- Si \(V_{+} > V_{-}\) entonces \(V_{out}\) tiende hacia el voltaje positivo.
- Si \(V_{+} < V_{-}\) entonces \(V_{out}\) tiende hacia el voltaje negativo.
En la práctica se utilizan redes de retroalimentación con resistencias para controlar la ganancia del circuito.
3. Amplificador no inversor
Uno de los circuitos más comunes con el LM741 es el amplificador no inversor.
La ganancia de este circuito se determina mediante dos resistencias.
\[
A_v = 1 + \frac{R_2}{R_1}
\]
donde:
- \(R_1\) = resistencia conectada a tierra
- \(R_2\) = resistencia de retroalimentación
- \(A_v\) = ganancia del amplificador
Ejemplo:
\[
R_1 = 1k\Omega,\quad R_2 = 9k\Omega
\]
\[
A_v = 1 + \frac{9k}{1k} = 10
\]
Si el voltaje de entrada es:
\[
V_{in} = 0.2V
\]
Entonces la salida será aproximadamente:
\[
V_{out} = 10 \times 0.2 = 2V
\]
4. Alimentación del LM741
El LM741 normalmente utiliza alimentación simétrica:
- \(+V\) = +15V
- \(-V\) = -15V
Esto permite amplificar señales positivas y negativas alrededor de 0V.
5. Aplicaciones del LM741
El LM741 se utiliza en muchas aplicaciones de electrónica analógica:
- Amplificadores de señal
- Comparadores de voltaje
- Filtros activos
- Osciladores
- Sumadores y restadores analógicos
- Integradores y derivadores
6. Configuración de pines (DIP-8)
| Pin |
Función |
| 1 | Offset Null |
| 2 | Entrada inversora (-) |
| 3 | Entrada no inversora (+) |
| 4 | Alimentación negativa (V-) |
| 5 | Offset Null |
| 6 | Salida |
| 7 | Alimentación positiva (V+) |
| 8 | No conectado |
7. Conclusión
El LM741 es un amplificador operacional clásico utilizado para amplificar diferencias de voltaje
y realizar operaciones analógicas mediante redes de retroalimentación.
Aunque actualmente existen amplificadores más modernos, el LM741 sigue siendo ampliamente utilizado
en educación para comprender el funcionamiento de los amplificadores operacionales.
Dr. Omar Zárate Navarro
Universidad Tecnológica de Jalisco
PTC Tecnologías de la Información
|
Email: ozarate@utj.edu.mx
|
|
