Amplificadores a y b

Electrónica de Potencia
(Especialidad de Electrónica)

PRÁCTICAS DE AMPLIFICADORES DE POTENCIA
1. Introducción
La etapa de salida de los amplificadores es la encargada de suministrar a la carga señales poco distorsionadas y con una determinada cantidad de potencia. Hasta ahora se han considerado los elementos activos (transistores) como dispositivos lineales, debido a que en pequeña señal seproducen pocas variaciones alrededor del punto de trabajo. Esta situación no se produce en los amplificadores de potencia ya que éstos deben proporcionar una señal de salida grande, por lo que debe tenerse en cuenta toda la característica de transferencia. Por eso, este tipo de amplificadores se llaman también amplificadores de gran señal. Estos niveles, provocan distorsión de las señales desalida debido a la no linealidad de la relación entre la intensidad de colector ic y la intensidad de base ib: para niveles grandes de señal ic ≠ k ib. Este tipo de distorsión se denomina distorsión armónica, y como veremos más adelante, no es la única que existe en este tipo de amplificadores. 2. Clasificación de los amplificadores de potencia Dependiendo de la situación del punto de trabajo en larecta de carga dinámica, los amplificadores de gran señal se clasifican en: Clase A El elemento activo se polariza en el centro de la recta de carga dinámica, para obtener una excursión simétrica de la señal de salida. Esto provoca que el amplificador y, por tanto, el elemento activo disipe potencia aún en ausencia de señal de entrada, y que el rendimiento sea muy pobre. Clase B El elemento activose polariza justo en el corte, por lo que su consumo de potencia en reposo es nulo y su rendimiento alto. Requieren un montaje en contrafase que les proporcione capacidad de amplificación de los dos semiciclos de la señal de entrada y, además, al estar polarizados en el corte introducen un tipo de distorsión asociada con el circuito de entrada llamada distorsión de cruce. Clase AB Este tipo deamplificadores trata de corregir la distorsión de cruce recurriendo al montaje en contrafase mediante diodos, situando el punto de de polarización en el umbral de conducción, y produciéndose por tanto, un empeoramiento del rendimiento respecto a la clase B, ya que se consume la potencia necesaria para dicha polarización en reposo. En

1

Prácticas de Electrónica de Potencia

este caso, si seaplica a la entrada una señal senoidal, la señal de salida será cero en un intervalo de tiempo inferior a medio periodo. Clase C Se polarizan por debajo del corte y la carga se acopla mediante un circuito LC paralelo, sintonizado a la frecuencia de la señal de entrada, de forma que se encuentra en estado de corte la mayor parte del periodo de dicha señal y amplifica sólo durante cortos intervalos.En la siguiente gráfica se puede ver la situación del punto de trabajo sobre la recta de carga dinámica para cada tipo de amplificador de potencia:

Fig. 1 Situación del punto de trabajo

3. Rendimiento En el diseño de este tipo de amplificadores se debe tener en cuenta tanto la limitación de la fuente suministradora de potencia como la máxima disipación permitida, por lo que un parámetroimportante es el rendimiento de la conversión de potencia. El rendimiento η se define como la relación entre la potencia promedio entregada a la carga y la potencia consumida de la alimentación:

η=

potencia entregada a la c arg a P = L x 100% Potencia (en cc) entregada por la alimentación Palim

4. Ventajas e inconvenientes de los diferentes tipos de amplificadores • Funcionamiento en clase Brespecto al de clase A Ventajas: Mayor potencia de salida, debido a que la amplitud de las señales de salida que se puede obtener sin recorte es casi el doble.
2

Prácticas de Electrónica de Potencia

-

Pérdida de potencia en reposo despreciable, ya que el punto de trabajo está situado justo en la zona de corte. Rendimiento mayor como consecuencia de los puntos anteriores: un 78.5%...