amplificador de potencncia

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Amplificadores de Potencia, Conceptos básicos

J. I. Huircan

Abstract–Los amplificadores de potencia son conver-
tidores que transforman la energía de la fuente en señal
de potencia de salida. Estos pueden ser tipo clase A, AB,
B y C. Los cuales tienen distintos parámetros de eficiencia
y uso.
Index Terms–Power Amplifier.

I. IntroductionUn amplificador de potencia convierte la potencia de una
fuente de corriente continua (Polarización VCC de un cir-
cuito con transitores), usando el control de una señal de
entrada, a potencia de salida en forma de señal. Si sobre
la carga se desarrolla una gran cantidad de potencia, el
dispositivo deberá manejar una gran excursión en voltaje
y corriente.
Los puntos de operación deben estar en un área per-mitida de voltaje y corriente que asegure la máxima disi-
pación, (SOA, Safe Operating Area). Se deben considerar
los voltajes de ruptura y efectos térmicos permitidos en los
dispositivos de estado sólido, considerar las característica
no lineales en el funcionamiento y usar los parámetros para
gran señal del dispositivo.
La curva muestra las caracteristicas de emisor y colector
de un transistor,II. Clasificación de los amplificadores de
potencia
Existen cuatro clasificaciones básicas de amplificadores
de potencia: A, AB, B y C. En clase A, el amplificador está
polarizado de tal forma que la corriente por el colector fluye
durante el ciclo completo de la señal de entrada. Para clase
AB, la polarización del amplificador es de tal forma que la
corriente de colector solamente fluye para un lapso menora los 360o y mayor a los 180o de la onda correspondiente.
Para el funcionamiento en clase B, la corriente IC fluirá
solo durante 180o de la onda de entrada. Finalmente, para
alimentación en una señal de potencia en la carga, la efi-
ciencia de este proceso está dada por

η = PL(AC)

Donde η es la eficiencia , PL(AC), es la potencia media de
señal en la carga y PCC, la potencia media de salida en lafuente de alimentación.
El peak instantáneo y la potencia media disipada en
el dispositivo de amplificación, considerando un trasistor
bipolar como dispositivo de potencia, se tiene

PCE = PCC − PL              (2)
Donde PCE es la disipación media de colector, PL es la
potencia total, es decir, potencia cc más potencia ca en la
carga.
Para la evaluación de las distintas cantidades de poten-cia, se usa la relación básica dada por (3), donde p es la
potencia instantánea, v e i son el voltaje y la corriente
instantáneos.

p = vi                     (3)
Si se considera que v e i son formas de onda period-
ica, con componente media (cc), la cual puede ser cero y
una componente de ca, no necesariamente sinusoidal, así
se tendrá


v = Vdc + vac                (4)
i = Idc + Iac                (5)Tomando el periodo completo de la onda, se tiene que
funcionamiento en clase C, el dispositivo conducirá durante
un periodo inferior a los 180o correspondiente a la onda
de entrada. La Fig. , muestra el comportamiento de los
distintas clases.
Los amplificadores tipo AB y B usan configuraciones
transistorizadas llamadas push-pull.
Cada uno de estos amplificadores posee características
Z 2πP = 1 p · dωt
2π 0
Z 2π
= VdcIdc + 1
Pdc      Pac



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de eficiencia y distorsión distintos, por lo cual, sus apli-
cación será a distintas áreas.
III. Relaciones básicas en los amplificadores de
potencia
Para analizar los amplificadores de potencia se requiere
de ciertas cantidades y relaciones. Como el amplificador
de pontencia convierte la potencia de cc de la fuente deDocumento preprarado en el DIE, Universidad de la Frontera 2004.
Donde, Pdc es la contribución de la componente continua
y Pac es la contribución de la componente alterna a la po-
tencia media. Si las componentes de ca son tipo sinusoidal,
se tiene


vac = Vm cos ωt               (7)
iac = Im cos ωt               (8)

Reemplazando en la ecuación (6), se tiene
2...