Principios de análisis instrumental

66 Capítulo 3 Amplificadores operacionales en los instrumentos químicos ((( }} PREGUNTAS YPROBLEMAS *Las respuestas a los problemas marcados con un asterisco se proporcionan al final del libro. ~~~ Los problemas que llevan este icono se resuelven mejor con hojas de cálculo. * 3.1 Los límites del voltaje de salida de un amplificador operacional son de + 13 V y - 14 V cuando se usa con una alimentación de ::!::15 V. Si el amplificador se utiliza como comparador, en qué cantidad v+ debe superar a v_ y en cuánto debe exceder v_ a v+ para que el amplificador esté en el límite si la ganancia de lazo abierto A es a) 100 000 b) 600000 e) 2.6 x 10 6 * 3.2 El CMRR es importante para los comparadores y otros amplificadores de diferencia. Si el voltaje de salida cambia en S V para una diferencia de voltaje de entrada v, de 300 ¡.tV, y en l. OV para un voltaje de entrada en el modo común de 300mV, ¿cuál es el CMRR del amplificador? * 3.3 En el caso de un comparador cuyos límites de voltaje de salida son de ::!::13 V, ¿cuál debería ser la ganancia en lazo abierto A para que se conserve un valor absoluto del voltaje de diferencia lv,l :S: 2.0 ¡!V? * 3.4 Se usa un ampl ificador operacional con una ganancia de l. O X 10 5 y una resistencia de entrada de l. O X 10 12 en el circuito seguidor de voltaje de la figura 3.5. Se tiene que medir una fuente de voltaje de 2.0 V y resistencia interna de 10.0 kfl. Determine el error relativo porcentual en el voltaje de salida del seguidor debido a a) la ganancia finita del amplificador y b) la carga de la fuente de voltaje. 3.5 Demuestre que el voltaje de salida v 0 y el voltaje de entrada V; del circuito siguiente están relacionados mediante vo = v{R¡ ;¡ Rz). ¿Por qué a este circuito se le llama seguidor de voltaje con ganancia? * 3.6 Para el circuito que se muestra en el problema 3.5, se desea que v 0 = S.Sv;. Si la resistencia total R 1 + R 2 es igual a 50.0 kfl, calcule los valores pertinentes de R 1 y R 2 • 3.7 En el circuito siguiente, Res un resistor variable. Deduzca una ecuación que describa a V 0 en función de V; y la posición x del contacto móvil del divisor de voltaje. Plantee la deducción de tal modo que x sea cero si hay resistencia cero en el lazo de retroalimentación. R X o 3.8 Un amplificador operacional que se usará en un seguidor de corriente tiene una ganancia en lazo abierto A de 1 X 10 6 y una corriente polarizada de entrada de 2.5 nA. a) Diseñe un seguidor de corriente que produzca una salida de l. OV para una corriente de entrada de 10.0 ¡1A. b) ¿Cuál es la resistencia de entrada efectiva del seguidor de corriente que diseñó en el inciso a)? e) ¿Cuál es el error relativo porcentual para el circuito que diseñó en el inciso a) para una corriente de entrada de 25 ¡1A?