L'amplificador operacional

El concepte original de l'AO (amplificador operacional) procedeix del camp dels computadors analògics, en els que van començar a usar-se tècniques operacionals en una època tan primerenca com els anys 40. El nom d'amplificador operacional deriva del concepte d'un amplificador dc (amplificador acoblat en contínua) amb una entrada diferencial i guany extremadament alta. Les característiques d'operació estaven determinades pels elements de realimentació utilitzats. Canviant els tipus i disposició dels elements de realimentació, podien implementar diferents operacions analògiques. En gran mesura, les característiques globals del circuit estaven determinades només per aquests elements de realimentació. D'aquesta manera, el mateix amplificador era capaç de realitzar diverses operacions, i el desenvolupament gradual dels amplificadors operacionals va donar lloc al naixement d'una nova era en els conceptes de disseny de circuits.

Els primers amplificadors operacionals usaven el component bàsic del seu temps: la vàlvula de buit. L'ús generalitzat no va començar realment fins als anys 60, quan van començar a aplicar les tècniques d'estat sòlid al disseny de circuits amplificadors operacionals. Es fabricaven mòduls que realitzaven la circuiteria interna de l'amplificador operacional mitjançant disseny discret d'estat sòlid. Llavors, a mitjans dels 60, es van introduir els primers amplificadors operacionals de circuit integrat. En pocs anys, els amplificadors operacionals integrats es van convertir en una eina estàndard de disseny, abastant aplicacions molt més enllà de l'àmbit original dels computadors analògics.

Amb la possibilitat de producció en massa que les tècniques de fabricació de circuits integrats proporcionen, els amplificadors operacionals integrats van estar disponibles en grans quantitats. Això al seu torn, va contribuir a rebaixar-ne el cost. Avui dia el preu d'un amplificador operacional integrat de propòsit general, amb un guany de 100 dB, una tensió offset d'entrada d'1 mV, un corrent d'entrada de 100 nA i un ample de banda de 1 MHz, és inferior a 1 euro. L'amplificador, que era un sistema format antigament per molts components discrets, ha evolucionat per convertir-se en un component discret ell mateix, una realitat que ha canviat per complet el panorama del disseny de circuits lineals.

Amb components de guany altament sofisticats disponibles al preu dels components passius, el disseny mitjançant components actius discrets s'ha convertit en una pèrdua de temps i de diners per a la majoria de les aplicacions dc i de baixa freqüència. Clarament, l'amplificador operacional integrat ha redefinit les regles bàsiques dels circuits electrònics, apropant el disseny de circuits al de sistemes. El que ara hem de fer és conèixer bé com funciona, quins són els seus principis bàsics i estudiar-ne les aplicacions.