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Diseño de OpAmps demanda monitoreo preciso de cargas

Cuando se trabaja con amplificadores operacionales es importante monitorear que las cargas no sobrepasen el 5% de su límite en el umbral para evitar errores de medición. (ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

En la industria electrónica los amplificadores operacionales (OpAmps) son dispositivos altamente utilizados para diseñar y fabricar una amplia gama de aparatos.

Diseño de OpAmps demanda monitoreo preciso de cargas

Estos componentes cuentan con dos entradas y una salida para alcanzar una ganancia alta y como su nombre lo indica, tiene como objetivo aumentar reguladamente la potencia que recibe para enviarla hacia un módulo específico del sistema.

Al estar configurado correctamente, un OpAmp a menudo registra en su salida cientos de miles de veces más potencia que la que reciben sus entradas, y generalmente se utilizan como comparadores, seguidores de voltaje o tensión, amplificadores no inversores, sumadores, restadores, integradores y derivadores, convertidores de corriente a tensión, función exponencial y logarítmica, así como convertidores DAQ (Digital-Analógico).

Una vez conocida la importancia que tienen estos dispositivos en la electrónica moderna, conviene ahondar en la trascendencia de los métodos para detectar las corrientes a las que estará expuesto el semiconductor, ya que de esto dependerá de que las mediciones realizadas sean lo más precisas y se eviten daños en el mismo.

 Unidireccional
 Modelo de medición unidireccional de lado alto.
   

Uno de los fabricantes de OpAmps más reconocidos en la industria es Maxim Integrated Circuits, y es también una de las entidades que han contribuido con importantes artículos técnicos para orientar a la comunidad de ingenieros en el uso adecuado de los amplificadores operacionales.

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En un documento la compañía describe algunas de las formas en que se deben aplicar las mediciones sobre amplificadores para monitorear las cargas en dispositivos como smartphones, tabletas, laptops y accesorios USB, por mencionar algunos.

“A medida que más aplicaciones se vuelven portátiles, crece la demanda de más medidores de cargas que realicen el trabajo en pequeños encapsulados y con un bajo consumo de energía en estado de inactividad”, sostiene el documento de Maxim.

Bidireccional 
 Diagrama de módulo bidireccional de alto lado.
   

Los amplificadores suelen trabajar bajo el principio de lado bajo, en donde la resistencia se conecta en serie a tierra; o bajo el principio de lado alto, donde la resistencia se conecta en puente (‘Hot-Wire’).

En ambos casos, señala el documento de Maxim, se ganan algunas desventajas en su aplicación. En el caso del lado bajo genera resistencia externa sobre el ‘path’ de tierra, mientras que la circuitería asociada a lado alto debe lidiar con grandes señales.

En diversos casos el monitoreo de tensiones se realiza con módulos unidireccionales de alto lado o bidireccionales de lado alto, pero en cualquiera de los casos que se trate, los ingenieros deben poner sumo cuidado en ciertos puntos al momento de elegir sus componentes: pérdida de voltaje, precisión, disipación de energía, inductancia, costo, flexibilidad, y compatibilidad con otros dispositivos hardware.

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