Entendiendo los amplificadores operacionales de transconductancia

Sus preguntas pueden responderse leyendo cuidadosamente los gráficos en la hoja de datos: enlace

Ibias puede ayudar a disminuir la no linealidad que ocurre cuando v + y v- son demasiado grandes. Ver figura 13.

Para v + yv- muy pequeño, iout = gm * (v + - v-). Hay un gráfico de gm vs iabc en la hoja de datos. Es lineal en un gráfico log-log.

  

Internamente, ¿cómo funciona una OTA? (sin embargo, quizás sea mejor dejar una pregunta aparte).

Como un opamp sin la etapa de salida. La corriente de polarización iabc controla la corriente de polarización para todo el amplificador, al igual que con el LM346. Conectar el búfer de salida a la salida con nada entre, te da un opamp no compensado.

El punto más importante a tener en cuenta es que los diodos de entrada y el pin \ $ I_ {bias} \ $ le permiten operar el amplificador en lazo abierto con una corriente señal de entrada. Si aplica una entrada de voltaje diferencial de bajo nivel u opera el bucle cerrado del amplificador, puede ignorar los diodos y el pin de polarización todos juntos.

Un amplificador operacional de transconductancia (OTA), a menudo es solo un par de entrada diferencial seguido de un espejo de corriente. Una rama del par diferencial se refleja en el suministro del lado alto. La rama alternativa del par de diferencias se refleja en el suministro del lado bajo. Ambos espejos de corriente están conectados al pin de salida del amplificador.

Entonces, si el voltaje de entrada diferencial es 0 V, cada rama del par diferencial tiene la misma corriente de colector (igual a \ $ V_ {be} \ $ para \ $ V_ {diff} \ $ = 0). Por lo tanto, la salida es fuente y se hunden valores iguales de la corriente, lo que resulta en una corriente de salida neta de 0 A.

Los diodos de entrada no son solo diodos ordinarios, sino que están geométricamente, térmicamente, y el proceso coincide con los transistores de par diferencial de entrada (también es muy probable que sean transistores conectados a diodos). De tal manera que la corriente que sigue a través de cada uno de los diodos es un valor escalado de la corriente de su elemento respectivo en el par de diferencias. Esto le permite aplicar una señal de entrada actual y seguir operando el circuito abierto OTA.

Si pasa por la derivación de una señal de entrada de corriente (o señal de voltaje con alta resistencia de fuente), la ganancia de la señal de entrada a la corriente de salida se convierte en una función lineal simple de \ $ I_ {abc} \ $ y \ $ I_ {bias} \ $ .

Puede encontrar derivaciones completas en muchas de las notas de aplicación, como la que se encuentra en tek, enlace

La cabina del amplificador operacional de transconductancia (OTA) se describe como un amplificador de dos etapas: una etapa de amplificador diferencial (que proporciona una entrada diferencial) seguida de una etapa de salida de alta impedancia (que proporciona la corriente de salida proporcional a la tensión de entrada). .

Por lo tanto, la función de transferencia es simplemente Iout = gm * Vdiff con transconductancia gm = f (Iabc) . El Iabc actual ( a mplifier b ias c urrent) es la cantidad que controla directamente la gm de "ganancia en bucle abierto". Es simplemente la corriente en el tramo común de la diferencia. etapa de entrada.

Hay muchas aplicaciones para dispositivos OTA, por ejemplo, en circuitos de filtro y oscilador. En la mayoría de los casos, las OTA también se operan con retroalimentación negativa. Debido a que, a diferencia de los indicadores de voltaje, la función de "bucle abierto" es finita, el valor de gm aparece en las fórmulas para la ganancia de bucle cerrado - por lo tanto, la transconductanve (o la corriente de control Iabc) se puede usar para controlar / sintonice la ganancia u otros parámetros de filtro / oscilador.

Ejemplo simple: una OTA idealizada (resistencia de salida infinita) con un condensador en la salida como carga proporciona un circuito integrador simple (a menudo el corazón de un oscilador).

Hay otra aplicación importante: se puede usar una OTA con 100% de retroalimentación (conexión directa entre salida y entrada inv.) como resistencia a tierra R = 1 / gm que se puede controlar externamente con Iabc .

Puede encontrar un muy buen texto de introducción (Aplicaciones) aquí:

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