Realimentación negativa y condición de cortocircuito virtual

La ecuación de lazo abierto

Un operacional de realimentación de tensión puede aproximarse en continua por $V_o=A(V_+-V_-)$ mientras la salida permanece en su intervalo permitido. Una gran ganancia de lazo abierto significa que una pequeña entrada diferencial puede ordenar una salida grande. No significa que las entradas sean automáticamente iguales. En dispositivos reales también existen corriente de polarización de entrada y restricciones de modo común.

La realimentación negativa devuelve un cambio de salida a la entrada inversora para reducir el error diferencial. Para un lazo lineal estable con ganancia adecuada y margen de salida,V− se aproxima a V+. Es la aproximación de «cortocircuito virtual». Ningún cable cortocircuita las entradas y la condición falla cuando se satura la salida,se excede el intervalo de modo común o el lazo es inestable.

Ejemplo de ganancia finita

En un seguidor de tensión,conecta la salida directamente a V− y aplica Vin a V+. Entonces $V_o=A(V_{in}-V_o)$,así que la ganancia es A/(1+A). Con A = 100000 y Vin = 1 V,la salida es 0.999990 V y la entrada diferencial aproximadamente 10 μV. El resultado está cerca de 1 V porque el lazo puede corregir el error,no porque haya desaparecido la ecuación de entrada de lazo abierto.

Si se supone un intervalo de salida de 0.2–3.1 V con alimentación de 3.3 V,pedir 3.2 V de salida de seguidor incumple el supuesto. La predicción de error pequeño no es válida. Estos límites son valores didácticos;un componente real seleccionado requiere condiciones de hoja de datos,carga de salida y temperatura.

Comprueba la dirección de realimentación

Imagina un pequeño aumento de salida. En el seguidor,V− aumenta,la diferencia de entrada disminuye y la salida ordenada se mueve hacia abajo. Eso es realimentación negativa. Conectar la salida a V+ puede reforzar el aumento y llevar a un estado similar al de un comparador;la regla del cortocircuito virtual no arregla esa topología.

Antes de calcular ganancia con resistencias,dibuja el camino de realimentación e identifica límites de entrada y salida. Consulta la explicación de ganancia y ancho de banda de TI para distinguir arquitecturas de amplificadores y requisitos de compensación.