01 · Punto de partida
Amplifica nada, resuelve todo
¿Para qué un amplificador que no amplifica? Porque el problema casi nunca es el voltaje: es la corriente que pide la carga. Un sensor o divisor se desploma al conectarlo (Tema 10); el seguidor se pone en el medio: copia el voltaje y pone la corriente él.
- ¿Cómo se cablea el lazo total β = 1?
- ¿Qué significa “alta Zin, baja Zout”?
- ¿Cuánta carga desplomada recupera?
- ¿Cuáles son sus límites honestos?
02 · Esquema
Un cable de salida a −
Vin entra a +; la salida se conecta directo a − (β = 1, lazo total). La regla V+ = V− hace el resto: Vout = Vin, siempre dentro de rieles. Es el circuito con op-amp más simple que existe: dos cables de señal más alimentación.
03 · Impedancias
El truco: entra liviano, sale fuerte
Entrada +
Zin altísima (MΩ–TΩ)
No pide corriente: el sensor ni se entera de que lo miran. Nada de desplome del divisor.
Salida del op-amp
Zout bajísima (Ω)
Entrega mA sin que el voltaje se mueva: la carga toma del op-amp, no del sensor.
Caso concreto: fuente con Rs = 10k y carga RL = 2k. Directo: V = Vin×2/12 ≈ 17 % de Vin (desastre). Con seguidor en el medio: ≈ 100 %. El laboratorio lo mide.
04 · Límites honestos
G = 1 no significa perfecto
- Rieles
- Vout copia hasta el techo (LM358 con 5 V: 0,5–3,5 V). Pedir 4 V con simple 5 V satura: copiar también tiene techo.
- Corriente máxima
- LM358 entrega ~20–40 mA: un LED va, un motor no. Para potencia se agrega transistor (Curso 6) o driver.
- Offset
- Copia con error de mV (LM358: hasta ~2–7 mV): G = 1 ± migajas. Para dc de precisión se calibra o se elige mejor op-amp (Tema 21).
- Velocidad
- Slew rate y ancho de banda limitan señales rápidas: el seguidor también se queda corto en MHz (Tema 22).
05 · Buffer en código
Medir el rescate
Modelo del seguidor con techo, y comparador con/sin buffer sobre carga pesada.
Python en tu navegador. Cambiá RL y mirá cuántos voltios rescata el buffer.
def seguidor(vin, riel_pos=3.5, riel_neg=0.5):
vout = min(max(vin, riel_neg), riel_pos)
estado = "copia" if riel_neg < vin < riel_pos else "TECHO"
print(f"Vin={vin:.2f}V -> Vout={vout:.2f}V [{estado}]")
return vout
seguidor(2.0)
seguidor(4.5)
seguidor(0.1)
Con 5 V simples: 2,0 copia; 4,5 y 0,1 chocan techo. ¿Qué ventana útil confirma?
Rescate de carga
def rescate(vin=2.0, rs=10000, rl=2000):
directo = vin * rl / (rs + rl)
con_buffer = min(max(vin, 0.5), 3.5)
print(f"directo: {directo:.2f}V ({directo/vin:.0%})")
print(f"buffer: {con_buffer:.2f}V ({con_buffer/vin:.0%})")
return directo, con_buffer
rescate()
rescate(rl=1000)
06 · Analogía programador
Proxy / caché de lectura
- 1Buffer = proxy.
Replica el valor sin tocar el original: la carga habla con el proxy, el sensor descansa.
- 2Alta Zin = lectura no destructiva.
Como leer sin lockear: observar no altera lo observado (casi).
- 3G = 1 = función identidad.
id(x) = xparece inútil hasta que desacopla dos sistemas con costos distintos.
07 · Taller
Laboratorio: cuánto rescata
Fuente Rs = 10k, rieles 0,5–3,5 V. Mové Vin y RL: el laboratorio compara directo vs con buffer y calcula corriente de carga.
Buffer al rescate
Directo 17 % · Buffer 100 %
RL 2,0 kΩ: directo 0,33 V, buffer 2,00 V.
Preguntas para explorar
- Bajá RL a 1k. ¿% directo? ¿El buffer sigue en 100 %?
- Subí Vin a 4 V. ¿Qué pasa con el buffer? ¿Por qué?
- Con RL = 20k: ¿hace falta buffer? ¿Qué enseña?
Ver respuestas sugeridas
- Directo ≈ 9 % (0,18 V); buffer 2,00 V: cuanto más pesada la carga, más vale el buffer.
- Techo 3,5 V: con simples 5 V el LM358 no copia hasta 4 V. Ventana útil, siempre.
- Directo ≈ 67 %: carga liviana, el buffer aporta poco. Se usa donde duele (Rs alta o RL baja).
08 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«Si no amplifica, no sirve»
Sirve donde el problema es corriente, no voltaje: adaptar impedancias es su trabajo de tiempo completo.
«G = 1 exacto»
Casi: offset de mV se suma tal cual. En dc de precisión esos mV cuentan (Tema 21).
«Maneja cualquier carga»
Hasta ~30 mA (LM358): parlantes, motores y tiras LED necesitan etapa de potencia aparte.
«El buffer arregla el techo»
No: copia dentro de rieles. Si Vin excede la ventana, el buffer también satura.
09 · Práctica guiada
Ejercicios de buffer
Ejercicio 1: divisor desplomado
Divisor 10k/10k con 5 V (Vth = 2,5 V, Rth = 5k) cargado con RL = 1k. Calculá directo y con buffer. Verificá con rescate() adaptado.
Ver solución razonada
Directo ≈ 0,42 V; buffer 2,5 V: la carga de 1k contra Rth 5k desploma a 17 %. El buffer lo devuelve a 2,5 V.
Ejercicio 2: corriente de carga
Seguidor con Vin = 2 V y RL = 1k a masa. ¿Corriente? ¿La da el LM358? ¿Y con RL = 100 Ω?
Ver solución
2 mA: sobrado (límite ~30 mA). Con 100 Ω serian 20 mA: al límite, calienta y distorsiona. Cargas bravas piden transistor.
Ejercicio 3: montar y medir
LM358 como seguidor, Vin de un pote a 2 V, RL = 2k. Medí entrada y salida. ¿Diferencia? ¿De dónde viene?
Ver solución
Difieren mV (offset): el resto es error de medición. Si difieren voltios, revisar alimentación y cableado a −.
10 · Síntesis
Ideas para recordar
- Salida → − directo: Vout = Vin, G = 1.
- Alta Zin + baja Zout: copia voltaje, pone corriente.
- Rescata divisores y sensores cargados (17 % → 100 %).
- Límites: rieles, ~30 mA, offset mV, velocidad.
- Primer reflejo ante “se cae al conectar”: buffer.
Identidad que salva etapas. Ahora a amplificar de verdad: en el próximo tema, amplificador no inversor.