Problema 47-1    Fuente:  2ª questão da 1ª prova - Circuitos Elétricos - Ufrgs - 2017.

Para el circuito que se muestra en la Figura 47-01.1, calcule I_o en función de V_i.

Solución del Problema 47-1   

Este circuito está compuesto por un amplificador operacional (OP2) conectado en la configuración no inversora y otro en la configuración buffer que retroalimenta la señal de salida a la entrada no inversora del OP2. Se sabe que un buffer copia la señal en su entrada a la salida sin cambiar su fase y magnitud (ganancia = 1). Del circuito, virtualmente V_a = V_b y a través de un divisor de voltaje se puede escribir como:

Ahora, usando el método nodal para el punto a, obtenemos:

Después de alguna manipulación algebraica en la ecuación anterior, se obtiene la siguiente relación:

Sustituyendo en esta ecuación el valor de V_a encontrado en la eq. 47-01.1, tenemos:

Sin embargo, del circuito se puede encontrar una relación entre V_o y V_x.

Por lo tanto, sustituyendo esta relación en la ecuación anterior y después de alguna manipulación algebraica:

Observe que se R₁ = R₂, la corriente I_o solo dependerá del valor de R_o (independientemente de la carga). Por lo tanto, este circuito se comporta como una fuente de corriente controlada por el voltaje de entrada, V_i, a saber: