Amplificador De Potencia CLASE C
Enviado por rodrigues1_jorge • 8 de Diciembre de 2014 • 3.372 Palabras (14 Páginas) • 374 Visitas
Amplificadores clase C
El circuito clave en la mayoría de los transmisores de AM y FM es el amplificador clase C. Se usa para amplificación de potencia en elementos como excitadores, multiplicadores de frecuencia y amplificadores finales.
Un amplificador clase C se polariza de modo que conduce menos de 180° de la señal de entrada. Suele tener un ángulo de conducción de 90° a 150°, lo cual significa que la corriente fluye a través de él en impulsos cortos. Entonces, la cuestión es: "¿Cómo se amplifica una señal completa?" Como se verá más adelante, para ese fin se usa un circuito sintonizado resonante.
La figura 10-30a) describe cómo polarizar un amplificador clase C: la base del transistor simplemente se conecta a tierra a través de un resistor o choque de RF. No se aplica ningún voltaje de polarización externo, sino que a la base se aplica en forma directa la señal de RF por amplificar. El transistor conducirá en los semiciclos positivos de la onda de entrada y queda en corte en los semiciclos negativos. Por lo común, se piensa que se trata de un amplificador clase B.
Recordemos que la unión emisor-base de un transistor bipolar tiene un umbral de voltaje directo de casi 0.7 V. En otras palabras, la unión emisor-base de hecho no conduce hasta que la base sea más positiva que el emisor en +0.7 V. Debido a esto, el transistor cuenta con una polarización inherente. Cuando se aplica la señal de entrada, la corriente del colector no fluye hasta que la base sea positiva en 0.7 V (figura 10-30b). El resultado es que la corriente del colector pasa por el transistor en pulsos positivos en menos de los 180° totales de los semiciclos positivos de ca.
En muchas etapas de excitación y multiplicación de potencia baja no se requiere otra disposición especial de polarización más que el voltaje inherente de la unión emisor-base. El resistor entre la base y tierra sólo proporciona una carga para el circuito excitador.
En algunos casos quizá sea necesario un ángulo de conducción más reducido que el que proporciona el circuito de la figura 10-30a). Entonces debe aplicarse alguna forma de polarización. Una manera simple de polarizar es con la red RC que muestra la figura 10-31a), donde la señal que se va a amplificar se aplica a través del capacitor C1. Cuando la unión emisor-base conduce en el semiciclo positivo, C1 se cargará hasta el pico del voltaje aplicado, menos la caída directa a través de la unión emisor-base. En el semiciclo negativo de la entrada, la unión emisor-base, desde luego, tendrá polarización inversa, por lo que el transistor no conduce. Sin embargo, durante este lapso el capacitor C1 se descargará a través de R1.
Esto produce un voltaje negativo en R1 que sirve como polarización inversa para el transistor. Mediante el ajuste apropiado de la constante de tiempo de R1 y C1, se establecerá un voltaje medio de cc de polarización inversa. El voltaje que se aplica hará que el transistor conduzca, pero sólo en los picos. Cuanto más alto sea el voltaje medio de cc de polarización, más cerrado será el ángulo de conducción y más corta la duración de los pulsos de corriente del colector.
Este método se conoce como polarización de señal. Desde luego, también es posible suministrar polarización negativa a un amplificador clase C con un voltaje de alimentación de cc fijo, como muestra la figura 10-31a). Después de determinar el ángulo de conducción deseado, puede establecerse el valor del voltaje inverso que se aplica a la base a través de la RFC. La señal de entrada se acopla luego a la base y hace que el transistor conduzca sólo
en los picos de los semiciclos positivos de la entrada. Esto se conoce como polarización externa, pero requiere una alimentación de cc negativa por separado
Figura 10-31 Uso del umbral emisor-base interno para polarización clase C.
La figura 10-31c) muestra otro método de polarización. Tal efecto también se deriva de la señal como se ve en la figura 10-31a). Esta configuración se conoce como método de autopolarización. Cuando en el transistor fluye corriente, se desarrolla un voltaje a través de R1. El capacitor C1 se carga y mantiene constante el voltaje. Esto hace que el emisor sea
más positivo que la base, lo que equivale a tener un voltaje negativo en ella. Para una operación correcta se requiere una señal de entrada intensa.
Todos los amplificadores clase C tienen alguna forma de circuito sintonizado conectado en el colector, como muestra la figura 10-32. La finalidad principal de este circuito sintonizado es formar la salida de onda senoidal de ca completa.
Un circuito sintonizado paralelo oscilará a su frecuencia resonante siempre que reciba un pulso de cc. El pulso cargará el capacitor, el que, a su vez, se descargará en el inductor. El campo magnético en el inductor se incrementará y después se colapsará, produciendo la inducción de un voltaje. Este voltaje inducido recarga entonces al capacitor en dirección opuesta.
Este intercambio de energía entre inductor y capacitor se llama el efecto de volante y produce una onda senoidal atenuada a la frecuencia resonante
Figura 10-31 Métodos de polarización de un amplificador clase C.
Si el circuito resonante recibe un pulso de corriente cada ciclo, el voltaje en el circuito sintonizado será una onda senoi-dal de amplitud constante a la frecuencia resonante. Aun cuando la corriente fluye por el transistor en pulsos cortos, la salida del amplificador clase C será una onda senoidal continua. El circuito sintonizado en el colector también tiene otra finalidad, que es eliminar las armónicas no deseadas. Una señal no senoidal, como una onda cuadrada o los pulsos cortos que fluyen a través del amplificador clase C, constan de una onda senoidal fundamental y múltiples armónicas.
Los pulsos cortos en un amplificador clase C se componen de armónicas de orden segundo, tercero, cuarto, quinto, etcétera. En un transmisor de alta potencia las señales serán radiadas a estas frecuencias armónicas así como a la frecuencia resonante fundamental. Esta radiación de armónicas puede causar interferencia fuera de banda. La finalidad del circuito sintonizado es actuar como un filtro selectivo que eliminará estas armónicas de orden superior. Si el valor Q del circuito sintonizado se hace lo suficientemente grande, las armónicas se suprimirán en forma adecuada.
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