▷ 🥇 Qué es un 【 Amplificador Inversor 】

Un amplificador operacional «ideal» es un dispositivo con una serie de características especiales:

Ganancia infinita en bucle abierto
Resistencia de entrada infinita
Resistencia de salida nula
Ancho de banda infinito
Offset nulo

En líneas generales podemos decir que se trata de un dispositivo con tres terminales, dos entradas de alta impedancia, una llamada entrada inversora (V-) y otra entrada no inversora (V+), y un terminal de salida (Vo) que puede suministrar tanto voltaje como corriente.

Como la ganancia es tan alta en bucle abierto provoca que el amplificador sea inestable y difícil de controlar. Una señal de entrada muy pequeña, de incluso de unos pocos microvoltios (μV), bastaría para que el voltaje de salida se saturara y oscilara perdiendo el control completo de la salida. Por este motivo, aparecen configuraciones como la inversora que consiguen dar estabilidad al circuito.

ℹ ¿Qué es un amplificador inversor?

Un amplificador inversor, también conocido como amplificador operacional inversor, es un tipo de circuito que produce una señal de salida invertida frente a la de entrada. Como veremos más adelante esta señal puede ser amplificada, igualada o reducida dependiendo de la configuración de resistencias que pongamos.

El amplificador operacional inversor es muy empleado ya que consigue que la interferencia de ruidos sea prácticamente nula y tiene una gran respuesta transitoria. Es empleado principalmente en circuitos osciladores.

En la siguiente imagen puedes ver la típica configuración de un amplificador operacional inversor haciendo uso de dos resistencias.

Este circuito en lazo cerrado reduce el potencial máximo de ganancia del amplificador, sin embargo, permite controlar con precisión dicha ganancia y así dar estabilidad. Como veremos a continuación, la ganancia del circuito vendrá determinada por una serie de puntos a tener en cuenta.

Para simplificar la operativa y así averiguar los aspectos fundamentales de nuestro circuito amplificador inversor vamos a suponer dos cosas (aunque en la realidad no sea así podemos despreciar su influencia):

No fluye corriente hacia los terminales de entrada V- y V+
La tensión en V- y V+ es la misma

En base a ello, tenemos lo siguiente:

$V_{-} = V_{+}= 0V$

Aplicando la Ley de Ohm:

$I_{1}=\frac{V_{i}-V_{-}}{R_{1}}=\frac{V_{i}-0}{R_{1}}=\frac{V_{i}}{R_{1}}$

$I_{1}=\frac{V_{-}-V_{o}}{R_{2}}=\frac{0-V_{o}}{R_{2}}=\frac{-V_{o}}{R_{2}}$

Si igualamos ambas fórmulas tenemos que:

$\frac{V_{i}}{R_{1}} = \frac{-V_{o}}{R_{2}}$

Con estos datos podemos ya averiguar la tensión de salida en base a la tensión de entrada y la ganancia del circuito:

Voltaje de salida:

$V_{o} = - V_{i} \cdot {\frac{R_{2}}{R_{1}}}$

Ganancia del circuito:

$A_{v} = - {\frac{R_{2}}{R_{1}}}$

Por tanto, podemos afirmar que la señal de salida va a estar invertida frente a la de entrada y condicionada de manera proporcional a la relación entre las dos resistencias del circuito.

📝 Ejemplo

Una vez analizado como funciona un amplificador operacional inversor vamos a ver un ejemplo y calcular cuál sería la ganancia en el siguiente circuito.