Calculadora de seguidor de voltaje op-amp y ganancia unitaria

Esta calculadora de buffer seguidor con amplificador operacional evalúa la conexión ideal en un solo paso. Introduzca la tensión aplicada a la entrada no inversora; el resultado confirma una ganancia de lazo cerrado igual a uno, reproduce esa tensión en la salida e indica que no hay inversión de fase. También explica el comportamiento esencial del buffer: impedancia de entrada muy alta e impedancia de salida muy baja. El cálculo es determinista y no usa red, azar ni datos temporales. Es un primer análisis ideal; los límites reales de excursión, corriente, ancho de banda, offset, velocidad de respuesta y estabilidad dependen del dispositivo y de sus fuentes de alimentación.

Por qué un seguidor de tensión tiene ganancia unitaria

Un seguidor de tensión es la configuración de lazo cerrado más sencilla de un amplificador operacional. La fuente excita la entrada no inversora y la salida se conecta directamente a la entrada inversora, por lo que toda la señal de salida se realimenta negativamente. En el modelo lineal ideal, el amplificador ajusta la salida hasta anular la diferencia entre sus entradas.

Así, la entrada inversora queda a la tensión de salida, la no inversora queda a la tensión introducida y ambas deben ser iguales. La relación es Vout = Vin y la ganancia Av = Vout/Vin vale uno. La herramienta confirma esa ganancia incluso con entrada cero, donde dividir 0 entre 0 no serviría: la topología determina la ganancia.

Las tensiones positivas siguen positivas y las negativas siguen negativas, sin inversión de fase. A diferencia de un amplificador no inversor ajustado con resistencias, el seguidor no necesita Rf ni Rg. Es un buffer, no un amplificador de tensión: conserva la tensión y transforma la impedancia entre etapas.

La igualdad ideal supone realimentación correcta y funcionamiento lineal; en un circuito real, el rango de modo común y la excursión de salida pueden impedirla cerca de los raíles de alimentación.

Cómo interpretar la salida y el informe de impedancia

El número puede representar voltios, milivoltios u otra unidad coherente, pues multiplicar por uno no cambia la escala; no añada el símbolo de unidad al campo numérico. Las cadenas de impedancia describen el modelo ideal. Una entrada de impedancia muy alta toma corriente casi nula y carga muy poco un sensor o divisor.

Una salida de impedancia muy baja se comporta como una fuente de tensión más rígida para la etapa siguiente. El análisis ideal lleva esos límites a impedancia de entrada infinita y de salida cero, pero los valores reales dependen del componente, la frecuencia, la realimentación, la carga y la temperatura. Consulte la hoja de datos o simule el circuito si necesita cifras de corriente de polarización, capacitancia de entrada o impedancia de salida.

Comprobaciones prácticas y límites del circuito real

Use el resultado como comprobación ideal de la topología antes de escoger el componente. Con una entrada de -0.75, la salida ideal continúa siendo -0.75 porque el seguidor no invierte. Estas verificaciones ayudan a revisar esquemas, enseñar realimentación o preparar pruebas.

Después compare el resultado con la hoja de datos. Compruebe que el rango de modo común admite la tensión solicitada con las fuentes previstas y que la excursión de salida garantizada la alcanza bajo carga. Revise la corriente máxima: una impedancia de salida baja no significa corriente ilimitada.

Examine producto ganancia-ancho de banda, velocidad de respuesta, offset, polarización, ruido y estabilidad con cargas capacitivas. Algunos amplificadores operacionales no son estables a ganancia unitaria y pueden oscilar como seguidores aunque la ecuación de continua sea correcta. La denominación rail-to-rail tampoco elimina los límites cerca de los raíles.

La calculadora no recorta contra fuentes no especificadas ni inventa impedancias sin conocer el modelo. Si el resultado ideal no es realizable, trátelo como una advertencia de diseño y continúe con la hoja de datos o SPICE.