🔌 Calculadora de Resistencias para Op-Amp

Los amplificadores operacionales son el caballo de batalla del diseño analógico, y dos valores de resistencia fijan la ganancia de las dos configuraciones más comunes. Para el amplificador no inversor la ganancia es G = 1 + Rₘ/R₁, que siempre es mayor que uno. Para el amplificador inversor la ganancia es G = −Rₘ/R₁, que puede atenuar o amplificar e invierte la fase. Elegir los valores de resistencia es un malabarismo constante: muy pequeños y cargas la fuente y quemas potencia; muy grandes y dominan el ruido y los errores por corriente de polarización.

Guía práctica: para ganancias de 1 a 10, usa resistencias entre 1 y 100 kΩ. A ganancias altas, la resistencia de realimentación multiplicada por la capacitancia de entrada forma un polo que limita el ancho de banda, y las resistencias de valor alto generan ruido térmico. Es el cálculo de todos los días para preamplificadores de audio, acondicionadores de sensores industriales o etapas de micrófono. La calculadora resuelve el problema en dos direcciones: ganancia desde las resistencias, o la resistencia que entrega una ganancia objetivo, y reporta la ganancia en forma lineal y en dB. Para decodificar los valores de las resistencias que tienes a la mano, usa la calculadora de código de colores de resistencias.

En la configuración inversora, la tierra virtual en la entrada − hace que la corriente por R₁ sea igual a la corriente por Rₘ, lo que da G = −Rₘ/R₁. En la no inversora, la realimentación obliga a la entrada − a seguir a V+, lo que da G = 1 + Rₘ/R₁. La calculadora aplica estas fórmulas directamente y, en modo de resolución, las despeja para hallar la resistencia faltante.

La resistencia de realimentación requerida (en modo de resolución) y la ganancia en dB son los resultados que los ingenieros copian directo a sus notas de diseño. El límite de ancho de banda viene del producto ganancia-ancho de banda del operacional: el ancho de banda en lazo cerrado es GBW/G, así que un operacional de 10 MHz configurado para ganancia 10 da unos 1 MHz de ancho de banda.

1. Elige la configuración: inversora o no inversora.
2. Define qué quieres resolver: la ganancia a partir de las resistencias, o la resistencia a partir de la ganancia.
3. Ingresa los dos valores de resistencia (o la ganancia y una resistencia).
4. Haz clic en Calcular para ver la ganancia (lineal y en dB) o la resistencia faltante.
5. Elige un valor de la serie E estándar cercano al resultado.

¿Por qué la fórmula de ganancia inversora tiene un signo negativo?

Porque la señal entra por la entrada inversora, la salida queda 180° desfasada respecto a la entrada. Para señales de CA solo importa la polaridad; para circuitos de CD significa que la salida se mueve en dirección opuesta a la entrada.

¿Qué rango de resistencias debo usar?

Apunta a 1–100 kΩ. Por debajo, la impedancia de la fuente y la capacidad de manejo de salida del operacional se vuelven limitantes; por encima, el ruido térmico (que escala con √R) y los errores por corriente de polarización crecen. Para CD de precisión, mantén Rₘ ≤ 1 MΩ.

¿Cómo manejo una ganancia no inversora de exactamente 1?

Pon Rₘ = 0 (cortocircuito) y retira R₁, o usa el clásico seguidor de voltaje. La calculadora devuelve una resistencia de realimentación de 0 para ese caso; no necesitas resistencia a tierra en la entrada inversora.

¿Qué limita el ancho de banda a ganancia alta?

El producto ganancia-ancho de banda (GBW) del operacional. El ancho de banda en lazo cerrado es ≈ GBW / ganancia. Un operacional de 10 MHz a ganancia 100 da solo 100 kHz de ancho de banda útil. Para ganancia alta y frecuencia alta, encadena etapas o elige un amplificador más rápido.

¿Puedo construir un atenuador con una etapa inversora?

Sí. Con Rₘ < R₁, la etapa inversora atenúa, y la impedancia de entrada es simplemente R₁. Es una forma común de bajar una señal grande de sensor al rango del ADC mientras se aísla la fuente.

¿La calculadora considera el voltaje de offset y la corriente de polarización?

No: asume un operacional ideal. Los dispositivos reales tienen voltaje de offset de entrada (microvoltios a milivoltios) y corrientes de polarización (pA a nA) que agregan errores pequeños, peores en diseños de alta impedancia o alta ganancia. Usa amplificadores de bajo offset o de tipo chopper para CD de precisión.

Mantén ambas resistencias entre 1 y 100 kΩ en la mayoría de los diseños. Por debajo de 1 kΩ, la salida del operacional y la fuente deben manejar impedancias bajas; por encima de 1 MΩ se cuelan ruido y corrientes de polarización. Usa valores de la serie E estándar y no persigas ganancias exactas: resistencias de 1% dan una precisión de ganancia de 2%. Para la entrada no inversora, agrega una resistencia igual al paralelo R₁||Rₘ para balancear las corrientes de polarización en operacionales bipolares. Recuerda el intercambio ganancia-ancho de banda: a ganancia alta el ancho de banda cae, así que prefiere una cascada de dos etapas en lugar de una sola etapa de ganancia enorme. Desacopla las patas de alimentación con capacitores de 100 nF cerca del integrado.