¿Qué Es Un Seguidor de Voltaje? 


               


¿Qué Es Un Seguidor de Voltaje?

Seguidor de Voltaje


Un seguidor de voltaje (también llamado amplificador buffer, amplificador de ganancia unitaria o amplificador de aislamiento) es un circuito amplificador operacional que tiene una ganancia de voltaje de 1

Esto significa que el amplificador operacional no proporciona ninguna amplificación a la señal. La razón por la que se llama un seguidor de tensión es porque el voltaje de salida sigue directamente el voltaje de entrada, significando que el voltaje de salida es igual que el voltaje de entrada. Así, por ejemplo, si 10V entra en el amplificador operacional como entrada, 10V sale como salida. Un seguidor de voltaje actúa como un buffer, no proporcionando ninguna amplificación o atenuación a la señal.

Ejemplo de seguidor de voltaje


¿Cuál es el propósito de un seguidor de voltaje?

Uno puede preguntar entonces, ¿cuál es el propósito de un seguidor de tensión? Puesto que produce la misma señal que entra, ¿cuál es su propósito en un circuito? Esto se explicará ahora.

Un circuito op amp es un circuito con una impedancia de entrada muy alta. Esta alta impedancia de entrada es la razón por la que se utilizan seguidores de tensión. Esto se explicará ahora.

Los Seguidores de Voltaje Dibujan Muy Poca Corriente

Cuando un circuito tiene una impedancia de entrada muy alta, se extrae muy poca corriente del circuito. Si conoces la Ley de Ohm, sabes que la corriente, I = V / R, . Por lo tanto, cuanto mayor es la resistencia (R), menos corriente (I) se obtiene de una fuente de energía. Por lo tanto, la potencia del circuito no se ve afectada cuando la corriente está alimentando una carga de alta impedancia.

Veamos las siguientes ilustraciones:

El siguiente circuito es un circuito en el que una fuente de alimentación alimenta una carga de baja impedancia. Fuente de alimentación con carga de baja impedancia

En este circuito anterior, la carga demanda y atrae una gran cantidad de corriente, porque la carga es de baja impedancia. De acuerdo con la ley de ohm, de nuevo, la corriente, I = V / R. Si una carga tiene una resistencia muy baja, atrae enormes cantidades de corriente. Esto provoca que se extraiga una gran cantidad de energía de la fuente de energía y, debido a esto, provoca perturbaciones elevadas y el uso de la fuente de alimentación que alimenta la carga.

Ahora echemos un vistazo al circuito abajo, conectado a un amplificador de voltaje de amplificador operacional: Fuente de alimentación con carga de alta impedancia

Este circuito arriba dibuja ahora muy poca corriente de la fuente de energía arriba. Debido a que el amplificador operacional tiene una impedancia tan alta, dibuja muy poca corriente. Y debido a que un amplificador operacional que no tiene resistencias de realimentación da la misma salida, el circuito emite la misma señal que se alimenta

Esta es una de las razones por las que se utilizan seguidores de tensión. Dibujan muy poca corriente, no alteran el circuito original, y dan la misma señal de voltaje que la salida. Actúan como amortiguadores de aislamiento, aislando un circuito para que la potencia del circuito se altere muy poco.


Los Seguidores de Voltaje Son Importantes en los Circuitos de Divisor de Voltaje

Por lo tanto, la corriente, como se ha explicado anteriormente, es una de las razones por las que se utilizan seguidores de tensión. Simplemente no dibujan una gran cantidad de corriente, por lo que no se carga la fuente de alimentación.

Otra razón por la que los seguidores de tensión se utilizan debido a su importancia en los circuitos divisores de tensión. Esto trata de nuevo con la ley de Ohm. De acuerdo con la Ley de Ohm, voltaje = corriente * resistencia (V = IR).

En un circuito, el voltaje se divide o se asigna según la resistencia o impedancia de los componentes.

Debido a que un amplificador operacional tiene una impedancia de entrada muy alta, la mayoría del voltaje caerá a través de él, (ya que es tan alta impedancia). Por lo tanto, es muy valioso cuando se utiliza en un circuito divisor de tensión, porque estratégicamente hacerlo puede permitir a un diseñador para suministrar suficiente voltaje a una carga.

Esto ahora se ilustra para que pueda ver.

Así que digamos que tenemos un circuito que se muestra a continuación que representa un divisor de tensión con una carga conectada a la salida.

Circuito divisor de voltaje que no funciona

Así que el circuito anterior no funcionará y se explicará ahora por qué no.

Así que en el circuito de arriba, tenemos un divisor de tensión entre la resistencia superior de 10KΩ y la parte inferior 10KΩ y 100Ω resistencias en paralelo. Por lo tanto, la ecuación del divisor de voltaje se caracteriza por la siguiente ecuación: 10KΩ y 10KΩ || 100Ω.

Haciendo la matemática a través de las resistencias de 10KΩ y 100Ω en paralelo nos da, 10KΩ || 100Ω = (10KΩ) (100Ω) / 1,1KΩ = 99,01Ω ~ 99Ω.

Entonces tenemos un divisor de voltaje entre la resistencia de 10KΩ y la resistencia de 99Ω.

Ahora podemos utilizar la fórmula del divisor de voltaje para ver cuánto voltaje caerá a través de la resistencia superior 10KΩ y la resistencia inferior 10KΩ en paralelo con la resistencia 100Ω.

La fórmula del divisor de voltaje para el voltaje a través de la resistencia superior de 10KΩ es, V = 10V (10KΩ) / (10KΩ + 99Ω) = 9.9V.

La fórmula del divisor de voltaje para la tensión a través de la resistencia inferior de 10KΩ y la resistencia de 100Ω es V = 10V (99Ω) / (10,099Ω) = 0,098V o 98mV.

Recuerde que usamos 99Ω porque esta es la resistencia equivalente de las 2 resistencias (la resistencia de 10KΩ y la resistencia de 100Ω en paralelo).

Debido a que las resistencias están en paralelo, tienen la misma tensión entre sí, que es 98mV.

Ahora digamos que la carga necesita cerca de 5V para funcionar. Puede ver basado en el cálculo, no habrá tensión suficiente en la salida. Como calculamos, teníamos 98mV como nuestra tensión a través de la carga en la salida.

La resistencia de 100Ω (carga) reduce la resistencia a la salida demasiado baja. Por lo tanto, en un circuito divisor de tensión, la carga obtiene voltaje muy bajo, ya que el voltaje cae a través de las cargas en proporción directa a la resistencia (V = IR).

Sin embargo, si eliminamos la carga de 100Ω y en su lugar conectamos un amplificador de operación (con su alta impedancia de entrada), la resistencia en la salida (que en última instancia, la carga) no se baja. Por lo tanto, la carga puede recibir suficiente voltaje.

Vamos a ver cómo este circuito cambia ahora con un amplificador operacional, con su alta impedancia de entrada, y la carga conectada a la salida del amplificador operacional.

Esto se muestra a continuación.

Circuito divisor de voltaje que funciona

Así que este circuito arriba funciona.

El divisor de voltaje está ahora entre la resistencia superior 10KΩ y la resistencia 10KΩ y el amplificador operacional en la parte inferior.

El amplificador operacional ofrece prácticamente infinita impedancia de entrada. Obviamente, no es realmente infinito en la vida real, pero es cientos de megohms. Supongamos que es 100MΩ, aunque puede ser mucho más.

Así que la ecuación que caracterizaría nuestro divisor de voltaje está entre, 10KΩ y 10KΩ || 100MΩ.

Haciendo las matemáticas en la resistencia paralela equivalente de los 10KΩ||100MΩ nos da, (10KΩ)(100MΩ)/(10KΩ + 100MΩ) = 9999Ω ~ 10KΩ.

Así que tenemos, 10KΩ || 10KΩ.

Cualquier divisor de tensión compuesto de las mismas 2 resistencias da la mitad de la tensión de la fuente de alimentación. Pero sólo para mostrar las matemáticas, tenemos la fórmula de divisor de voltaje, 10V * (10KΩ)/(10KΩ + 10KΩ) = 5V.

Por lo tanto, 5 voltios caen a través de la resistencia superior de 10KΩ y 5V cae a través de la resistencia inferior de 10KΩ y el 100Ω.

Dado que la resistencia de 100Ω y 10KΩ están en paralelo, ambos reciben los mismos 5V.

Así que puede ver cómo el amplificador operacional nos permitió amortiguar la salida de este circuito para que la carga recibe el voltaje que necesita.

Así que estas son las 2 razones principales que usamos seguidores de tensión. O bien no queremos cargar la fuente de alimentación y / o queremos amortiguar la tensión de salida de un circuito para que una carga (especialmente una de baja impedancia) puede recibir el voltaje que necesita.

Por lo tanto, los seguidores de tensión son importantes para aislar un circuito de modo que no retire potencia o tampón una carga de baja impedancia para que reciba suficiente tensión.

HTML Comment Box is loading comments...