Amplificadores

Amplificador de potencia

Una de las funcionalidades más importantes de un transistor es la de amplificar señales.

Los reguladores de potencia más sencillos son lineales. Existen dos tipos de circuitos integrados (CI) aptos para esta función: los amplificadores lineales y los reguladores de tensión lineales.

Los transistores bipolares de potencia se pueden emplear tanto en aplicaciones lineales como en conmutación, aunque son más lentos y sensibles al fenómeno de la segunda ruptura, el cual es el resultado de una distribución no uniforme de la corriente en la unión base-colector (polarizada inversamente durante conducción) del transistor de salida, provocando un aumento de la temperatura en aquella zona que puede destruir el dispositivo; y que es distinto de la ruptura primaria por avalancha. Como la ganancia de corriente de los BJT es pequeña, normalmente se los emplea en configuración Darlington.

Límites para la excursión de señal[editar]

Cuando la señal es grande, puede producirse un recorte en uno o en los dos semiciclos. Si el punto Q se haya en el centro de la recta de carga para continua, se produce primero el recorte de ICQrc. Si el punto Q se encuentra por encima del centro de la recta de carga para continua, se puede producir primero el recorte de VCEQ (máxima variación hacia la izquierda), o bien de ICQrc (máxima variación hacia la derecha). Depende de cual de los valores sea menor.

De manera ideal, el voltaje Vce puede llegar a obtener el mismo valor de la fuente que polariza el circuito. Sin embargo de manera práctica no se consigue este valor, por ello se habla de un porcentaje para la máxima excursión. Así, para un Vcc(Voltaje de fuente de polarización) fijo y un porcentaje K de máxima excursión, el máximo valor Vce que se obtendrá será Vce_máx = k*Vcc.

La máxima excursión de señal se conseguirá cuando se logre ubicar el punto de operación del transistor en la mitad de la recta de carga AC, permitiendo al punto de operación moverse en iguales proporciones durante el ciclo positivo y negativo de la señal de entrada, entre 0 y K*Vcc . Al conseguir esto, se entiende que al provocarse saturación en la salida con un de los semiciclos de la señal de entrada, se generará también saturación en el semiciclo contrario.

Limitación de potencia para un transistor[editar]

La temperatura en la unión del transistor limita la potencia que un transistor puede disipar sin que se destruya. La temperatura del encapsulado se halla entre la temperatura de la unión y la temperatura ambiente. Los disipadores de calor permiten que el calor escape con mayor facilidad de un transistor, lo que hace que disminuya la temperatura de la unión..

Características técnicas[editar]

Las características técnicas de cada modelo determinarán la calidad del amplificador:

Impedancia.

Factor de amortiguamiento.

Potencia de salida.

Relación señal ruido.

Acoplamiento.

Respuesta en frecuencia.

Respuesta de fase.

Ganancia.

Sensibilidad.

Distorsión.

Diafonía.

Tipos de Amplificadores de Potencia[editar]

Entre las diferentes tipologías de etapas de potencia encontramos:

Clase A

Clase B

Clase AB

Clase C

Clase D

Clase G

BJT

MOSFET

Amplificador de Clase A (CLASS-A AMPLIFIER)[editar]

La corriente de salida circula durante todo el ciclo de la señal de entrada, en un solo transistor. La corriente de polarización del transistor de salida es alta y constante durante todo el proceso, independientemente de si hay o no hay salida de audio. La distorsión introducida es muy baja, pero el rendimiento también será bajo, estando siempre por debajo del 50 %, lo que significa que la otra mitad de la corriente amplificada será disipada por el transistor en forma de calor.

Amplificador clase B (CLASS-B AMPLIFIER)[editar]

Durante un semiciclo la corriente circula y es amplificada por un transistor, y durante otro semiciclo circula y es amplificada por otro transistor, lo cual permite un descanso de un semiciclo a cada transistor y uno de trabajo y disipación de potencia. Además, no circula corriente a través de los transistores de salida cuando no hay señal de audio.

El problema es que ocurre la llamada "distorsión por cruce", ya que cuando en el primer semiciclo la tensión de la señal cae por debajo de los 0.6 V (tensión aproximada de polarización de juntura base-emisor de un BJT), se despolariza el BJT y deja de amplificar lo cual también ocurre cuando en el otro semiciclo, la tensión no llega todavía a los 0.6 V. En resumen, en el caso de una senoidal, tendríamos 1.2 V no amplificados, aunque ésta no es la mejor forma de definirlo. Son aquellos amplificadores cuyas etapas de potencia consumen corrientes altas y continuas de su fuente de alimentación, independientemente de si existe señal de audio o

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