10.1: INRODUCCIÓN

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James K. Roberge
Massachusetts Institute of Technology via MIT OpenCourseWare

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La tendencia hacia el uso de amplificadores operativos como bloques de construcción analógicos de propósito general comenzó cuando se dispusieron diseños modulares de componentes discretos de estado sólido para reemplazar los circuitos de tubo de vacío más antiguos y más caros que se habían utilizado principalmente en computadoras analógicas. A medida que el costo disminuyó y el rendimiento mejoró, se volvió ventajoso reemplazar circuitos especializados con estos amplificadores operacionales modulares.

Esta tendencia se aceleró enormemente a mediados de la década de 1960 a medida que se dispusieron de amplificadores operativos monolíticos de circuito integrado de bajo costo. Si bien los primeros diseños monolíticos tenían especificaciones tristemente deficientes en comparación con los circuitos de componentes discretos de la época, los circuitos actuales se acercan al rendimiento de los mejores diseños discretos en muchas áreas y lo superan en unas pocas. Las mejoras de rendimiento se anuncian con una regularidad asombrosa, y parece haber pocas limitaciones que no se pueden superar mejorando adecuadamente los diseños de circuitos y las técnicas de procesamiento que se utilizan. No es necesario ningún nuevo avance fundamental para proporcionar un rendimiento comparable al de los mejores diseños discretos. Parece claro que los días del amplificador operacional de componentes discretos, a excepción de las unidades de propósito especial donde la economía no puede justificar un diseño de circuito integrado, están numerados.

A pesar del claro tamaño, confiabilidad y en algunos aspectos ventajas de rendimiento del circuito integrado, su impacto final es y siempre será económico. Si una función se puede realizar con un circuito integrado producido en masa, tal realización será la más barata disponible. La ventaja de costo relativo de los circuitos integrados monolíticos se puede ilustrar con la ayuda del amplificador operacional de componentes discretos utilizado como ejemplo de diseño en el capítulo anterior. Las especificaciones generales para el circuito son probablemente ligeramente superiores a las de los amplificadores de circuito integrado de propósito general actualmente disponibles, ya que tiene mejor ancho de banda, ganancia d-c y resistencia de salida de bucle abierto que muchos diseños integrados. Desafortunadamente, la realidad económica dicta que una empresa productora del circuito probablemente tendría que venderlo por más de 20 dólares para poder sobrevivir. Los amplificadores operacionales de circuito integrado de propósito general están disponibles actualmente por aproximadamente $0.50 en cantidad, y probablemente se volverán más baratos en el futuro. La mayoría de los diseñadores de sistemas encontrarían una manera de sortear cualquier deficiencia de rendimiento de los circuitos integrados para aprovechar su costo dramáticamente menor.

La tendencia a reemplazar incluso circuitos analógicos de componentes discretos relativamente simples con amplificadores operativos integrados ciertamente aumentará a medida que diseñamos los sistemas electrónicos cada vez más complejos del futuro que los circuitos integrados hacen económicamente factibles. El desafío para el diseñador se convierte en obtener el máximo rendimiento de estos amplificadores al diseñar configuraciones inteligentes y formas de adaptar el comportamiento a partir de los terminales disponibles. La filosofía básica está en concordancia fundamental con muchas áreas de la ingeniería de diseño donde el objetivo es obtener el máximo rendimiento de los componentes disponibles.

Antes de una discusión sobre la fabricación y los diseños de circuitos integrados, vale la pena enfatizar que cuando se ejercen compromisos en la fabricación de circuitos integrados, frecuentemente se inclinan hacia la mejora de las ventajas económicas de los circuitos resultantes. La tecnología existe para diseñar amplificadores operativos monolíticos con un rendimiento comparable o mejor que el de los mejores diseños discretos. Estos diseños superiores estarán disponibles a medida que los fabricantes encuentren la manera de producirlos económicamente. Por lo tanto, la respuesta a muchas de las preguntas de “por qué no ellos” que se pueden plantear al leer el siguiente material es “en la actualidad es más barato no hacerlo”.