RESISTENCIA DE SALIDA

En el modelo ideal la salida Vo es independiente de la carga ya que en RL siempre vamos a tener AVi lo que nos quiere decir que la Ro del amplificador es nula.

El modelo más preciso sería considerar un equivalente Thevenin de VTH= AVi y una RTH= Ro en serie. Dependiendo de los valores de Ro la descripción dada por el caso ideal será más o menos adecuada.En los amplificadores reales el valor de Ro suele ser del orden de las decenas de ohmios, en el peor de los casos puede alcanzar el valor de algún centenar de ohmios. El valor real de Ro dependerá del modelo de amplificador. En los catálogos aparecen los valores máximos de Ro. Vamos a tratar ahora la importancia que pueda tener el hecho de que Ro no sea nulo. Si nos fijamos en la figura adjunta, Rointroduce un divisor de tensión en donde

En esta expresión si Ro=0 entonces obtenemos el caso ideal Vo=AVi también si RL>>Ro ocurre lo mismo ya que Ro+RL es RL y por tanto de nuevo obtenemos que Vo=AVi. El problema, pues, aparece cuando Ro y RL son comparables en cuyo caso nos encontramos con el caso real, en el que la salida queda muy por debajo de la ideal. Por ejemplo, si suponemos que Ro=RL la salida Vo tendría un valor que sería la mitad del ideal. Por ello, nos vamos a replantear el modelo estudiando cómo se modifica la expresión de la ganancia al tener una Ro.

Consideremos un amplificador inversor ideal al que le añadimos externamente y en serie una resistencia Ro para tener en cuenta su carácter real.

Según esto tenemos que

Suponiendo el circuito aislado, nos permite decir que la intensidad I que pasa por Ro es la misma que atraviesa R2. Con ello tenemos que...

expresión obtenida en lazo cerrado en donde en el numerador aparece A, que generalmente tiene valores muy altos (10⁵ - 10⁶) y el término Ro/R2 que posee valores menores que 1 ya que en general Ro<

Comparándola con la expresión en lazo abierto V'o/Vd=-A observamos que la diferencia se encuentra en el denominador en el que la el cociente Ro/R2 no es despreciable frente a la unidad y por ello provoca una disminución efectiva de la ganancia en lazo abierto. A' disminuye respecto a A y depende de Ro y R2. Cuanto mayor sea R2 menor influencia tendrá Ro en la ganancia. Además aumentar R2 en un amplificador inversor implica que hay que aumentar también R1 para conseguir la misma ganancia, lo cual quiere decir aumento de la impedancia de entrada que siempre es deseable.

Hemos obtenido Vo/Vd que no es la ganancia G que buscamos, para obtener esta ganancia partimos de la expresión de la intensidad I en R1 y en R2...

Poniendo Vd en función de Vo a través de la expresión Vd = -Vo/A' obtenida anteriormente tenemos...

agrupando los términos en Vo por un lado y los de Vi por otro obtenemos...

despejando el cociente Vo/Vi, multiplicando y dividiendo por R2 y sustituyendo A' por su valor...

El término que aparece en el denominador debido a Ro produce una disminución de G y depende de la magnitud de A. Si A aumenta el error producido disminuye, también de la ganancia en lazo cerrado. Además si Ro aumenta produce un aumento del error, lo que también ocurre si aumenta el término (1+R2/R1). Por último, si aumenta R2 el error inducido será menor. Con todo esto llegamos a la idea de que cuanto mayor sea G mayor es la influencia de Ro y cuanto mayor sea R2 menor es esa influencia.

Podemos ver el orden de magnitud de este factor para un caso desfavorable:

Suponemos que

Ro= 10² ohmios

A= 10⁵

(1+R2/R1)=100

R2= 100 Kohmios

el error obtenido es del orden de 10^-6 lo cual representa un error muy pequeño ya que ese término está sumado a 1, con lo cual es totalmente despreciable.

En la mayoría de los casos los errores de magnitud de la resistencia tanto de entrada como de salida son muy pequeños y por tanto sólo se tendrán en cuenta en casos en los que se requiera una precisión muy alta.