¿Qué es el LM3900N?
El LM3900N es un circuito integrado que contiene cuatro amplificadores operacionales independientes de alta ganancia, diseñados específicamente para operar desde una fuente de alimentación simple en un amplio rango de voltajes. La característica que define al LM3900N es su arquitectura interna, conocida como amplificador Norton o amplificador por diferencia de corriente. A diferencia de los op-amps tradicionales que amplifican la diferencia de voltaje entre sus entradas, el LM3900N utiliza un espejo de corriente (current mirror) en su entrada no inversora para «restar» la corriente de la entrada inversora. Esta topología lo hace excepcionalmente útil en aplicaciones de procesamiento de señales AC donde no se dispone de una fuente de alimentación simétrica, simplificando enormemente el diseño de circuitos como filtros activos, generadores de onda y amplificadores de audio en sistemas alimentados por baterías o fuentes DC únicas. Su encapsulado estándar DIP-14 facilita su uso en protoboards y PCBs de agujero pasante.
La arquitectura de hardware del LM3900N se basa en tecnología bipolar. Cada uno de los cuatro amplificadores internos está compuesto por una etapa de entrada con un espejo de corriente que maneja la entrada no inversora, una etapa de ganancia de alta impedancia y una etapa de salida de colector abierto clase A. Esta configuración de salida permite un amplio rango de excursión de voltaje, casi hasta el riel de alimentación positivo (VCC) y hasta tierra (GND), una ventaja clave en sistemas de bajo voltaje. El dispositivo no requiere compensación de frecuencia externa, lo que lo hace estable para todas las configuraciones de ganancia. La independencia entre los cuatro amplificadores minimiza la diafonía (crosstalk) entre canales, permitiendo el diseño de sistemas multicanal compactos y eficientes.
Características Técnicas
El funcionamiento interno del LM3900N se centra en su capacidad para procesar corrientes. La corriente que ingresa por la entrada no inversora (+) es reflejada internamente y sustraída de la corriente que ingresa por la entrada inversora (-). La corriente resultante es la que se amplifica. Este principio permite implementar funciones matemáticas como suma, resta, multiplicación y división de señales de corriente de forma directa. El dispositivo posee un producto ganancia-ancho de banda de 2.5 MHz, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de audio y de baja frecuencia. Su bajo consumo de corriente y su amplio rango de voltaje de operación, desde 4.5V hasta 32V, le otorgan una gran versatilidad en diseños portátiles y alimentados por baterías.
Especificaciones Eléctricas
| Parámetro | Valor Típico |
|---|---|
| Voltaje de Operación (VCC) | 4.5V a 32V DC |
| Corriente de Suministro (Total) | 6.2 mA |
| Ganancia de Voltaje en Lazo Abierto | 70 dB (2800 V/V) |
| Producto Ganancia-Ancho de Banda (GBWP) | 2.5 MHz |
| Corriente de Bias de Entrada | 30 nA |
| Rango de Voltaje de Salida (Swing) | 0V a (VCC – 1V) |
| Slew Rate | 0.5 V/µs |
| Diafonía entre Amplificadores | -60 dB @ 1 kHz |
Comunicación y Pinout
| Pin | Función | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | +IN 1 | Entrada No-Inversora del Amplificador 1 |
| 2 | +IN 2 | Entrada No-Inversora del Amplificador 2 |
| 3 | -IN 2 | Entrada Inversora del Amplificador 2 |
| 4 | OUT 2 | Salida del Amplificador 2 |
| 5 | OUT 1 | Salida del Amplificador 1 |
| 6 | -IN 1 | Entrada Inversora del Amplificador 1 |
| 7 | GND | Tierra o Referencia Negativa |
| 8 | -IN 3 | Entrada Inversora del Amplificador 3 |
| 9 | OUT 3 | Salida del Amplificador 3 |
| 10 | OUT 4 | Salida del Amplificador 4 |
| 11 | -IN 4 | Entrada Inversora del Amplificador 4 |
| 12 | +IN 4 | Entrada No-Inversora del Amplificador 4 |
| 13 | +IN 3 | Entrada No-Inversora del Amplificador 3 |
| 14 | VCC | Alimentación Positiva |
Dimensiones y Ambiente
| Característica | Valor |
|---|---|
| Dimensiones | 19.3 mm x 6.35 mm x 3.3 mm (aprox.) |
| Encapsulado | DIP-14 |
| Temperatura de Trabajo | 0°C a 70°C |
| Paso entre pines | 2.54 mm (0.1″) |
Aplicaciones
- Filtros activos (Pasa-bajos, Pasa-altos, Pasa-banda)
- Osciladores de baja frecuencia y generadores de funciones (onda cuadrada, triangular, sierra)
- Amplificadores de corriente alterna (AC)
- Sumadores, restadores y mezcladores de señales
- Comparadores de corriente y detectores de umbral
- Circuitos de control de ganancia por voltaje (VCA)
- Preamplificadores para sensores que operan con corriente
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la principal diferencia entre un LM3900 y un LM741?
La diferencia fundamental es su principio de operación. El LM3900 es un amplificador Norton que opera con la diferencia de corrientes de entrada, ideal para fuente simple. El LM741 es un amplificador operacional estándar que opera con la diferencia de voltajes de entrada y usualmente requiere una fuente de alimentación dual (simétrica).
¿Puedo usar el LM3900 con una fuente de alimentación dual (simétrica)?
Sí, es posible operar el LM3900 con una fuente dual (ej. ±5V a ±16V). Sin embargo, su diseño está optimizado para un rendimiento excelente con una única fuente de alimentación, que es su principal ventaja de diseño.
¿Por qué la entrada no-inversora (+) necesita una resistencia de polarización?
La entrada no-inversora (+) es la entrada de control del espejo de corriente interno. Requiere una ruta de corriente continua (DC) para establecer un punto de operación correcto. Típicamente, esto se logra conectando una resistencia desde VCC a esta entrada para proveer la corriente de bias necesaria.
¿Es el LM2900 un reemplazo directo para el LM3900N?
Sí, en la mayoría de los casos. El LM2900 es funcionalmente idéntico al LM3900N pero está especificado para un rango de temperatura industrial más amplio (-40°C a 85°C), mientras que el LM3900N es para rango comercial (0°C a 70°C). Para proyectos en ambientes controlados, son intercambiables.
Mejora tu proyecto
Para sacar el máximo provecho al LM3900N en tus prototipos y proyectos finales, te recomendamos los siguientes complementos:
- Zócalo DIP-14: Para montar el circuito integrado sin soldarlo directamente, facilitando su reemplazo y protegiéndolo del calor.
- Kit de Resistencias y Condensadores: Componentes pasivos esenciales para configurar la ganancia, polarización y construir filtros u osciladores.
- Protoboard y Cables Jumper: Indispensables para el montaje rápido y la experimentación de circuitos antes de diseñar una PCB.
- Fuente de Alimentación 5V o 12V DC: Para alimentar tus circuitos de forma estable y segura.

