Pinout, circuito, equivalente y encapsulado del amplificador operacional TL072

Prueba de oscilación de voltaje de salida del amplificador operacional: NE5532, TL072, LM4562 y más

En el mundo de la electrónica analógica, los amplificadores operacionales (OP) son componentes esenciales. Entre ellos, el TL072 destaca por su doble entrada JFET de bajo ruido, diseñado para tareas de procesamiento de audio y señal de alto rendimiento. Gracias a su baja corriente de polarización de entrada, alta velocidad de respuesta y amplio ancho de banda, el TL072 destaca en aplicaciones donde la precisión, la velocidad y la claridad de la señal son cruciales.

Esta guía completa cubre todo lo que necesita saber sobre el amplificador operacional TL072, incluido su funcionamiento interno, configuración de pines, ejemplos de circuitos populares, aplicaciones prácticas y alternativas compatibles.

¿Qué es el amplificador operacional TL072?

El TL072 es un circuito integrado amplificador operacional dual que pertenece a la popular serie TL07x, que también incluye:

TL071 – amplificador operacional único

TL072 – amplificador operacional dual

TL074 – amplificador operacional cuádruple

Todos los miembros de la familia TL07x incorporan etapas de entrada JFET, que ofrecen alta impedancia de entrada y baja corriente de polarización de entrada. Estas características hacen que el TL072 sea especialmente adecuado para la interfaz con fuentes de alta impedancia, como pastillas de guitarra, sensores de audio y sistemas de medición.

Descripción técnica clave:

Antes de sumergirnos en los circuitos, es importante comprender las especificaciones técnicas del TL072:

Arquitectura: Amplificador operacional dual con entradas JFET

Rango de voltaje de suministro:±3 V a ±18 V

Velocidad de giro: 13 V/µs (típico)

Ancho de banda de ganancia unitaria:3 MHz

Voltaje de compensación de entrada:~3 mV

Distorsión armónica total (THD):0,003% típico

Bajo consumo de energía:Compensación interna para estabilidad

Opciones de paquete: DIP, SOIC, TSSOP

Características principales del TL072:

El TL072 ofrece una combinación de características que lo convierten en la opción ideal tanto para diseños de audio como para diseños analógicos de propósito general:

Bajo nivel de ruido: Ideal para procesamiento de señales de audio y precisión.

Alta velocidad de respuesta:Garantiza una respuesta de señal rápida y precisa

Ancho de banda amplio: Ideal para aplicaciones de alta frecuencia.

Entradas JFET:Alta impedancia, carga de señal mínima

Corriente de polarización de entrada baja:~65 pA típico

Amplio rango de voltaje: Versátil para sistemas de suministro único y dual

Compensado internamente:No es necesaria ninguna compensación externa

Compatible con instalación directa:Se utiliza comúnmente tanto en diseños tradicionales como modernos.

Principio de funcionamiento del TL072

En esencia, el TL072 funciona como un amplificador de doble voltaje, amplificando la diferencia de voltaje entre sus terminales de entrada. Consta de:

1. Una etapa diferencial de entrada JFET, que ofrece alta impedancia de entrada
2. Una etapa amplificadora de alta ganancia para amplificar la señal.
3. Un controlador de salida push-pull de clase AB para accionamiento de baja impedancia

Esta estructura interna garantiza bajo ruido, respuesta rápida y excelente linealidad, aspectos fundamentales en los circuitos analógicos de precisión.

¿Cómo funciona el TL072?

El TL072 es un amplificador operacional dual (OP) diseñado con etapas de entrada JFET. Esta estructura ofrece alta impedancia de entrada, baja corriente de polarización de entrada y excelente respuesta en frecuencia, lo que lo hace ideal para el procesamiento de señales analógicas.

Internamente, cada amplificador del TL072 consta de tres etapas principales:

Etapa de entrada (amplificador diferencial)

Esta etapa utiliza transistores de efecto de campo de unión (JFET) como dispositivos de entrada. Detecta la diferencia de voltaje entre las entradas inversora (−) y no inversora (+). Gracias a los JFET, la entrada consume muy poca corriente, lo que resulta en una alta impedancia de entrada y una carga mínima de la fuente de señal.

Etapa de ganancia (amplificación de voltaje)

La diferencia detectada en la entrada se amplifica mediante un amplificador de voltaje de alta ganancia. Esta etapa intermedia garantiza que incluso señales de entrada pequeñas puedan generar una oscilación de salida significativa. Se utilizan circuitos de compensación para controlar la estabilidad de frecuencia.

Etapa de salida (controlador de salida de clase AB)

La etapa de salida suele tener una configuración push-pull, lo que permite al TL072 controlar cargas de baja impedancia de forma eficiente. Garantiza una baja impedancia de salida y proporciona la corriente necesaria a la carga de salida, manteniendo la linealidad.

En funcionamiento, el TL072 amplifica la diferencia entre las dos entradas, rechazando cualquier voltaje común a ambas (modo común). Esto lo hace ideal para tareas de filtrado, buffering y amplificación donde la integridad de la señal es crucial.

Gracias a su bajo nivel de ruido, alta velocidad de respuesta y baja distorsión armónica total (THD), el TL072 se utiliza ampliamente en preamplificadores de audio, filtros activos y circuitos de instrumentación.

Pinout y esquema interno del TL072

El TL072 viene con una configuración estándar de 8 pines. Aquí está la distribución de pines:

Número PIN	Función	Descripción
1	Salida A	Salida del amplificador operacional A
2	Entrada inversora A (-)	Entrada inversora del amplificador operacional A
3	Entrada no inversora A (+)	Entrada no inversora del amplificador operacional A
4	V- (tierra)	Fuente de alimentación negativa (tierra)
5	Entrada no inversora B (+)	Entrada no inversora del amplificador operacional B
6	Entrada inversora B (-)	Entrada inversora del amplificador operacional B
7	Salida B	Salida del amplificador operacional B
8	V+	Fuente de alimentación positiva

Internamente, el TL072 utiliza pares JFET combinados y circuitos de carga activa para ofrecer un rendimiento equilibrado en ambos canales.

Ejemplo de diseño de circuito TL072

El TL072 destaca en diversas configuraciones clásicas de amplificadores operacionales. A continuación, se presentan cuatro de las más utilizadas:

1. Amplificador no inversor

La señal de entrada se aplica a la entrada no inversora (+) del TL072. La entrada inversora (−) está conectada a un divisor de tensión compuesto por una resistencia de retroalimentación R._F y resistencia de tierra R_gLa salida se retroalimenta al divisor.

Principio de funcionamiento:

1. El amplificador operacional funciona para mantener el voltaje en ambas entradas igual.

2. Dado que la entrada inversora está conectada a una versión dividida de la salida, el amplificador operacional ajusta V_afuera de modo que:

V_en=V_–= R_gramo /（R_F+R_gramo）·V_afuera

3. Resolviendo esto obtenemos la ganancia de voltaje de bucle cerrado:

A_tú= V_en/V_afuera=1+R_F/R_gramo

Notas de diseño:

1. Resistencias típicas:

R_F=47 kΩ,R_gramo=4,7 kΩR → Ganancia ≈ 11.

2. Impedancia de entrada: Muy alto (>1 MΩ), ideal para fuentes de señal que no pueden suministrar mucha corriente.

3. Consideración del ancho de banda: Una mayor ganancia reduce el ancho de banda debido al producto ganancia-ancho de banda (GBWP ≈ 3 MHz para TL072).

4. Consejo de estabilidad: Para ganancias superiores a 10, considere un condensador de compensación (~10 pF) en R_F

2. Amplificador inversor

La señal se aplica a través de la resistencia R_en A la entrada inversora (−). La entrada no inversora (+) está conectada a tierra. Una resistencia de retroalimentación R_FConecta la salida nuevamente a la entrada inversora.

Principio de funcionamiento:

1. El amplificador operacional mantiene una "tierra virtual" en la entrada inversora. El voltaje en (−) es casi 0 V.

2. La corriente a través de R_en​ es:

I_en=V_en/R_en

3. Esta corriente fluye a través de R_F​​, produciendo:

V_afuera=−I_en·R_F=−R_F/R_en·V_en

4. Por tanto, la ganancia es:

A_tú=−R_F/R_en

Notas de diseño:

1. Resistencias típicas:

R_en=10 kΩ, R_F=100kΩ → Ganancia = −10.

2. Comportamiento de fase: La señal está desfasada 180° con respecto a la entrada.

3. Impedancia de entrada: Igual a R_enElija con cuidado si conduce desde una fuente de alta impedancia.

4. Consejo sobre el ruido: Mantenga los valores de la resistencia por debajo de 100 kΩ para reducir el ruido térmico.

3. Seguidor de voltaje

La entrada se conecta directamente a la entrada no inversora (+). La salida se conecta en bucle a la entrada inversora (−). No se necesitan resistencias.

Principio de funcionamiento:

1. El amplificador operacional fuerza el voltaje de salida para que siga exactamente el voltaje de entrada.

2. Dado que ambas entradas son efectivamente iguales, la diferencia de voltaje es cero y la salida es igual a la entrada:

V_afuera= V_en

3. Esta configuración tiene ganancia unitaria y sin inversión de fase.

Notas de diseño:

1. Impedancia de entrada: Extremadamente alta (>10⁹ Ω), carga mínima en las fuentes de señal.

2. Impedancia de salida: Muy bajo (~100 Ω o menos), puede impulsar cargas moderadas directamente.

3. Ancho de banda: Muy amplio ya que la ganancia es 1; el ancho de banda de bucle abierto completo del TL072 se conserva casi por completo.

4. Velocidad de giro: TL072 proporciona una velocidad de respuesta típica de 13 V/µs, lo que lo hace adecuado para transiciones de señal rápidas.

4. Amplificador sumador

Voltajes de entrada múltiples (V₁,V₂，…) están conectados a través de resistencias R₁，R₂...a la entrada inversora (−). La entrada no inversora (+) está conectada a tierra. Una sola resistencia de retroalimentación R_F Conecta la salida a la entrada inversora.

Principio de funcionamiento:

1. Cada entrada produce una corriente I_norte=V_norte/R_norte, todos los cuales se suman en el nodo inversor.

2. Dado que la entrada inversora es una tierra virtual, estas corrientes se combinan y fluyen a través de R_F​, resultando en:

V_afuera=-R_F(V₁/R₁+V₂/R₂+⋯)

3. Si todos los R_norte son iguales, el resultado es una suma invertida escalada.

Notas de diseño:

1. Resistencias típicas:

R₁=R₂=R₃=10 kΩ, R_F=10 kΩ

2. Control de ganancia: Ajuste las resistencias de entrada individuales para controlar el peso de cada entrada.

3. Desacoplamiento de la fuente de alimentación: Coloque condensadores de 100 nF cerca de los pines Vcc y Vee para lograr estabilidad.

4. Consejo sobre parásitos: Mantenga los rastros de los nodos de suma cortos para evitar la captación de ruido o la oscilación.

Requisitos de voltaje TL072

El TL072 funciona con:

1. Doble suministro: Normalmente ±15 V (rango: ±3 V a ±18 V)

2. Suministro único: 5 V a 36 V (con oscilación reducida cerca de GND)

Agregue siempre condensadores de 0,1 μF y 10 μF cerca de los pines de suministro para garantizar la estabilidad de la energía.

Aplicaciones de TL072

Exploremos dónde destaca el amplificador operacional TL072 en los circuitos del mundo real:

Preamplificadores de audio

El TL072 es la mejor opción para circuitos de preamplificadores de audio, mezcladores y amplificadores de auriculares. Su baja distorsión y amplio ancho de banda ofrecen señales de audio nítidas tanto en proyectos profesionales como caseros.

Filtros activos

Ideal para diseñar filtros activos (paso bajo, paso alto, paso banda), el TL072 garantiza un rendimiento estable en ecualizadores de audio, circuitos de control de tono y sistemas de acondicionamiento de señales.

Circuitos osciladores

Utilizado en diseños de osciladores para la generación de formas de onda, TL072 puede producir ondas sinusoidales, triangulares y cuadradas limpias en generadores de funciones y equipos de prueba.

Amplificadores de búfer

Con alta impedancia de entrada y estabilidad de ganancia unitaria, TL072 es excelente como seguidor de voltaje o amplificador de búfer en interfaces ADC, salidas de sensores y circuitos de aislamiento analógico.

Procesamiento de señales analógicas

TL072 se utiliza comúnmente en aplicaciones de procesamiento de señales analógicas, incluidos integradores, amplificadores para sistemas de adquisición de datos y circuitos de instrumentación de precisión.

TL072 Equivalentes y reemplazos

Al seleccionar alternativas a TL072, tenga en cuenta la compatibilidad de pines, el rendimiento de ruido, la velocidad de respuesta y el rango de voltaje de suministro.

Los equivalentes son funcionalmente similares y compatibles en cuanto a pines, por lo que son aptos para reemplazo directo. Los reemplazos pueden diferir en especificaciones, pero pueden utilizarse en aplicaciones específicas según las necesidades de rendimiento o la disponibilidad.

Equivalente TL072

Estos modelos son compatibles con pines y su rendimiento es muy similar al del TL072. La mayoría se pueden usar directamente sin modificar la disposición de la PCB.

Imagen	Modelo	Tipo de entrada	Velocidad de respuesta (V/μs)	GBW (MHz)	Ruido (nV/√Hz)	Notas clave	Tipo(s) de paquete
	TL072	Convertidor de fase bipolar (JFET)	13	3	18	Amplificador operacional dual estándar con bajo ruido y alta impedancia de entrada	DIP-8, SOIC-8, TSSOP-8
	TL082	Convertidor de fase bipolar (JFET)	13	3	18	Casi idéntico al TL072; se usan indistintamente	DIP-8, SOIC-8, TSSOP-8
	LF353	Convertidor de fase bipolar (JFET)	13	4	18	Ancho de banda ligeramente mejor, mismas características de entrada	DIP-8, SOIC-8
	OPA2134	Convertidor de fase bipolar (JFET)	20	8	8	Amplificador operacional de audio de alto rendimiento con THD extremadamente baja	DIP-8, SOIC-8
	NE5532	Bipolar	9	10	5	Mejor ruido y ganancia, pero consume más energía.	DIP-8, SOIC-8
	JRC4558D	Bipolar	1.7	3	8	Común en control de tono/ecualizador de audio; más lento que TL072	DIP-8, SOIC-8

Consejo:

Si su proyecto está relacionado con audio, el OPA2134 es altamente recomendable por su fidelidad superior. Para la amplificación de señal de uso general, el TL082 y el LF353 ofrecen un rendimiento confiable y económico.

Reemplazo de TL072

Estos modelos difieren en arquitectura o parámetros, pero pueden usarse en funciones similares dependiendo de las necesidades del circuito (por ejemplo, operación de bajo voltaje, eficiencia energética, precisión).

Imagen	Modelo	Tipo de entrada	Velocidad de respuesta (V/μs)	GBW (MHz)	Voltaje de operación	Diferencias clave con respecto al TL072	Tipo(s) de paquete
	LM358	Bipolar	0.3	1	3 V–32 V	Mucho más lento, menor impedancia de entrada; para uso básico de amplificador operacional	DIP-8, SOIC-8, SOT-23-8
	MCP602	CMOS	7	10	2,5 V–5,5 V	Entrada CMOS, bajo consumo, ideal para circuitos alimentados por batería	DIP-8, SOIC-8, MSOP-8
	LM324	Bipolar	0.5	1	3 V–32 V	Amplificador operacional cuádruple, ancho de banda limitado, baja velocidad de respuesta	DIP-14, SOIC-14
	712 d. C.	Bipolar	0.3	1	±3 V a ±18 V	Amplificador de alta precisión; más lento pero ultraestable	DIP-8, SOIC-8
	NJM2068	Bipolar	6.5	6	±3 V a ±18 V	Amplificador operacional de audio de baja distorsión con mejores especificaciones THD	DIP-8, SOIC-8

Consejo:

LM358 y LM324 son ideales para sistemas de control de baja velocidad y sensibles a los costos.

MCP602 es óptimo para proyectos de microcontroladores de 3,3 V.

NJM2068 es una actualización sólida para TL072 en aplicaciones de alta fidelidad sin un gran aumento de costo.

AD712 se adapta a la instrumentación analógica de precisión.

Tipo de paquete TL072

Para adaptarse a diferentes diseños de PCB, el TL072 viene en varios tipos de paquetes:

1. TL072 SOIC (circuito integrado de contorno pequeño)

La versión SOIC del TL072 es un paquete de montaje en superficie estándar que incluye:

1. Configuración dual en línea de 8 pines

2. Cables de ala de gaviota para facilitar la soldadura

3. Anchos de cuerpo de 3,9 mm (estrecho) o 5,3 mm (ancho)

Este encapsulado se prefiere en diseños que requieren un tamaño moderado con uniones de soldadura fiables. Admite procesos de ensamblaje automatizados y ofrece un buen equilibrio entre tamaño y disipación térmica. El formato SOIC se suele seleccionar en escenarios donde la densidad de PCB es importante, pero no está muy limitada.

2. TL072 SOT (transistor de contorno pequeño)

En configuraciones con limitaciones de espacio, el TL072 se ofrece en encapsulados SOT-23-5 o SOT-23-6, excepcionalmente compactos. Estos incluyen:

1. Mínimo espacio ocupado en la PCB

2. Menor manejo de potencia debido a la reducción de la masa térmica

3. Integración simplificada en módulos de circuitos compactos

Los ingenieros eligen la variante SOT para proyectos donde el espacio en la PCB es extremadamente limitado, como placas de sensores en miniatura o secciones analógicas ultracompactas. Sin embargo, su pequeño tamaño puede limitar su uso en diseños de alta potencia o de precisión crítica sin una adecuada consideración térmica.

3. TL072 TSSOP (Paquete de contorno pequeño y delgado retráctil)

La versión TSSOP del TL072 ofrece un perfil más delgado y una distancia entre pines más estrecha que la SOIC. Generalmente, presenta:

1. Configuración de pines TSSOP-8

2. Altura reducida para carcasas delgadas

3. Uso eficiente del espacio de PCB

Este formato de empaquetado es ideal para PCB multicapa de alta densidad y secciones analógicas de precisión donde la distancia vertical es limitada. Permite a los diseñadores mantener el rendimiento analógico a la vez que minimiza el área de la placa, algo esencial en los sistemas compactos modernos y las arquitecturas de diseño modular.

Cada formato de paquete TL072 brinda a los diseñadores de circuitos opciones basadas en las limitaciones de diseño del proyecto, la estrategia de enfriamiento y el método de producción, ya sea para optimizar el ensamblaje automatizado de selección y colocación, minimizar el espacio ocupado o adaptarse a las dimensiones del gabinete.

Modelo CAD TL072

El modelo CAD TL072 proporciona una representación detallada en 3D y de la huella del circuito integrado (CI), diseñado específicamente para entornos de diseño de PCB y simulación de circuitos. Refleja con precisión las dimensiones físicas, la configuración de pines y el tipo de encapsulado, generalmente el encapsulado dual en línea (DIP) de 8 pines.

Estos recursos CAD normalmente incluyen:

1. Modelos de simulación SPICE para pruebas de rendimiento analógico

2. Símbolos esquemáticos para la integración en diagramas de circuitos.

3. Huellas de PCB para garantizar la alineación adecuada de las almohadillas y el espaciado de la placa

El modelo CAD TL072 permite a los ingenieros optimizar la disposición de la placa, evitar interferencias mecánicas y validar el enrutamiento de señales durante la fase de diseño. Además, es compatible con las principales herramientas EDA, como KiCad, Eagle, Altium Designer y OrCAD, lo que mejora la eficiencia general de los flujos de trabajo de prototipado y producción.

Conclusión

El amplificador operacional TL072 sigue siendo una opción fiable y de alto rendimiento para diseñadores analógicos. Gracias a su bajo nivel de ruido, alta velocidad de respuesta y etapa de entrada JFET, destaca en sistemas de audio, acondicionamiento de señal e instrumentación.

Su amplia adopción, disponibilidad a largo plazo y variedad de equivalentes y reemplazos garantizan que el TL072 seguirá siendo una piedra angular en el diseño de circuitos analógicos en los próximos años, ya sea que esté trabajando en un preamplificador de alta gama o en un buffer de bajo costo.