El amplificador no inversor y el corto virtual
El divisor de realimentación fija la ganancia
Al deslizar la razón de realimentación Rf/Rg cambia la longitud de la flecha dorada del lado de salida. La entrada entra por el terminal + de abajo, y el cortocircuito virtual mantiene la V− de arriba igual a Vin. El divisor Rf-Rg que baja desde la salida realimenta una parte de Vout hacia V−, y el op-amp sube su salida hasta que esa tensión realimentada iguala a Vin, así que la salida pasa a ser (1+Rf/Rg) veces la entrada. Ajusta la razón para que la ganancia sea exactamente 4, en la línea discontinua blanca.
La entrada va a la entrada no inversora
Conecta la tensión de entrada Vin directamente a la entrada no inversora V+. Mientras haya realimentación negativa, el op-amp iguala el potencial de las dos entradas (el cortocircuito virtual), así que la entrada inversora V− también pasa a ser Vin. En el amplificador inversor V+ iba a tierra y V− quedaba en 0V, pero aquí V+ es Vin, así que V− queda fijada a Vin. Entre las dos entradas no circula corriente y aun así sus potenciales coinciden: eso es el cortocircuito virtual, y el rótulo dorado de la línea de entrada de arriba en el gráfico lo señala.
La realimentación es un divisor de tensión
Desde la salida Vout, Rf y Rg van en serie hasta tierra, y el nudo entre ellas llega a V−. Es un divisor de tensión cuya entrada es la salida. Por el terminal V− no entra corriente, así que la división es limpia, y la tensión que recibe V− es Vout·Rg/(Rg+Rf). El cortocircuito virtual la iguala a Vin, de modo que Vout·Rg/(Rg+Rf) = Vin, que reordenado da Vout = Vin·(Rg+Rf)/Rg = Vin·(1+Rf/Rg). La ganancia 1+Rf/Rg es el inverso de la fracción que realimenta el divisor, β = Rg/(Rg+Rf), así que cuanto menor es esa fracción, mayor es la ganancia.
Espejo del amplificador inversor, y el seguidor
El amplificador inversor usaba una tierra virtual (V−=0) para lograr una ganancia de −Rf/Rin; el no inversor usa un cortocircuito virtual (V−=Vin) para lograr una ganancia de 1+Rf/Rg. El inversor invierte el signo y puede tener ganancia menor que 1, mientras que el no inversor conserva el signo y su ganancia siempre es 1 o más. Otra ventaja es que la entrada llega a la resistencia de entrada muy grande de V+, así que casi no toma corriente de la fuente de señal. Pon Rf en 0 o quita Rg y la ganancia pasa a ser exactamente 1: un seguidor de tensión (buffer) que apenas carga el lado de entrada y entrega corriente de sobra en la salida.
De vuelta a la primera pantalla
Al deslizar la razón de realimentación, la flecha dorada creció hasta (1+Rf/Rg) veces la entrada, y con Rf/Rg = 3 llegó a exactamente 4 veces, en la línea discontinua blanca. Una sola decisión, llevar la entrada a la entrada no inversora, fijó la entrada inversora a Vin, y mientras el divisor que baja desde la salida realimentaba una parte, el op-amp empujó su salida hasta que las dos coincidieron. El signo se mantiene y la ganancia siempre es 1 o más. Lo que el amplificador inversor hacía con una tierra virtual, el no inversor lo repite, como en un espejo, con un cortocircuito virtual y un divisor de tensión.