Amplificador operacional con histéresis

El uso de un amplificador operacional con realimentación positiva es útil para obtener una respuesta histerética. Para entender cómo funciona, primero necesitamos explicar cómo funciona un amplificador operacional sin realimentación.

Un operacional sin realimentación actúa como un comparador. Definimos \(V_d = V_p – V_n\). Si esta tensión es positiva, la salida \(V_o\) será \(+V_{cc}\). Si la tensión es negativa, la salida \(V_o\) será \(-V_{cc}\).

\[ V_o = \left\{\begin{matrix}
+V_{sat} & ; V_d > 0 \\
-V_{sat} & ; V_d < 0
\end{matrix}\right. \]

El funcionamiento de un amplificador operacional con histéresis sigue el mismo razonamiento. Como hemos visto, el funcionamiento de este topología es no lineal, y por tanto los valores de salida se limitan a \(+V_{sat}\) y \(-V_{sat}\). En un comparador como el anterior, el cambio entre la tensión de saturación positiva y negativa se da cuando la tensión diferencia cambia de signo. Si fijamos una de las tensiones, podemos entender mejor qué ocurre. Por ejemplo, si hacemos \(V_n = 0\):

El cambio se de tensió de salida se da en 0V, ya que es cuando la tensión diferencia de entrada (\(V_d = V_p – V_n\)).

Si se aumenta la tensión \(V_p\) a 2 V, la tensión de cambio aumenta a 2V

Si se utiliza realimentación positiva, es posible hacer que la tensión de cambio sea diferente si la tensión de salida es la de saturación positiva o negativa en función de la salida actual. Con una histéresis no-inversora, si la tensión de salida es positiva, la salida cambiará cuando \(V_{in}\) es \(V_{TL}\) (threshold low). Si la tensión de salida es negativa, la salida cambiará cuando \(V_{in}\) es \(V_{TH}\) (threshold high).