Voltaje de salida de un circuito amplificador

Este diagrama lo explica todo:

Graciasalop-amp"action" tenemos \ $ V_ + = V \ scriptstyle - \ $

Y el voltaje en la salida (caída de voltaje en \ $ R_2 \ $) es igual a

$$ V_ {out} = I_L \ cdot R_S \ cdot \ frac {R_2} {R_1} \ cdot \ frac {β + 1} {\ beta} \ approx I_L R_S \ cdot \ frac {R_2} {R_1 } $$

Y aquí tienes la versión alternativa con un transistor PNP.

$$ V_ {out} = I_L \ cdot R_S \ cdot \ frac {R_B} {R_A} \ cdot \ frac {β} {\ beta + 1} \ approx I_L R_S \ cdot \ frac {R_B} {R_A } $$

Y en este circuito (con PNP), el op-amp se alimenta desde la misma tensión que el circuito principal. Y el opamp \ $ V_ {oh} \ $ (voltaje de saturación positivo) es grande, entonces 0.6V. Por lo tanto, nos vemos obligados a agregar un diodo Zener en serie con la base del transistor para disminuir el voltaje de salida del amplificador operacional.

Cualquiera que sea la caída de voltaje en Rs se equilibra con la caída de voltaje en R1 debido a que Q1 está controlado por el op-amp. Esta es una retroalimentación negativa en acción: el amplificador operacional busca hacer que esos voltajes sean casi idénticos Y, esta es la premisa con la que comienza. Aunque podría parecer una retroalimentación positiva, recuerde que el colector Q1 invierte el voltaje en su base.

Por lo tanto, la caída de voltaje en Rs es exactamente la misma que la caída de voltaje en R1.

Entonces, si la fuente de alimentación es (digamos) 10 voltios, y suministra 1 amperio a Rs, y Rs es de 0.1 ohmios, entonces el voltaje en la carga es de 9.9 voltios y, por supuesto, el voltaje en la entrada inversora es también 9.9 voltios debido a la retroalimentación negativa.

Esto significa que R1 también tiene 0.1 voltios a través de él, por lo tanto, debe pasar una corriente de 0.5 mA R1 = 200 ohmios). Esa corriente (ignorando la corriente de base que se supone que es pequeña) también pasa a través de R2 y, por lo tanto, genera un voltaje de salida de 1 voltio.

¿Esto te ayuda?

Permítame continuar su acercamiento desde la línea Vout = V + de la siguiente manera:

KCL en Vout: \ $ \ frac {V_ {out}} {R_2} + \ frac {V_ {out} -V_ {cc}} {R_1} = 0 \ $

Por lo tanto, $$ V_ {cc} = \ frac {R_1 + R_2} {R_2} .V_ {out} $$ Ahora, desde \ $ I_L = \ frac {V {cc} -V +} {R_s} \ $, y \ $ V _ + = V_ {out} \ $ podemos escribir \ $ I_L \ $ como una función de \ $ V_ { out} \ $ como lo siguiente:

$$ I_L = \ frac {V_ {out}} {R_s (R_2 / R_1)} $$

que es lo que la hoja de datos ha informado. Asumí que el transistor está en saturación y que el voltaje del colector-emisor es 0V.