ETAPA_DE_SALIDA_AB

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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES

Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto
LAB: ETAPA DE SALIDA

ETAPA DE SALIDA

REQUERIMIENTOS DEL DISEÑO
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𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜: 𝐼 ̅ = 500[𝑚𝐴]
𝑅𝐿𝑜𝑎𝑑 = 10 [Ω]
𝐴𝑣 = 1
𝑓 ≥ 1 𝑘𝐻𝑧
𝑉𝑐𝑐 = 26 𝑣
𝑉𝐸𝐸 = −26 𝑣

Introducción
Las etapas de salida, también denominadas etapas de
potencia,son configuraciones especiales localizadas a la
salida de un amplificador utilizadas para proporcionar
cierta cantidad de potencia a una carga con aceptables
niveles de distorsión. Además, una etapa de salida debe
ser independiente del propio valor de la carga, tener
reducido consumo estático de potencia y no limitar la
respuesta en frecuencia del amplificador completo.

Como se puede ver estáformada por un par
complementario de transistores, conectados en forma tal
que ambos no pueden conducir simultáneamente.

Operación del circuito
Cuando el voltaje de entrada 𝑣𝐼 es cero, ambos
transistores están en corte y el volteje de salida 𝑣0 es cero.
A medida que 𝑣𝐼 se hace positivo y rebasa unos 0.5 V,
𝑄𝑁 conduce y opera como seguidor de emisor. En este
caso 𝑣0 sigue a 𝑣𝐼 (es decir, 𝑣0 = 𝑣𝐼 −𝑣𝐵𝐸𝑁 ) y
𝑄𝑁 proporciona la corriente de carga. Entre tanto, la unión
entre emisor y base de 𝑄𝑃 estará polarizada inversamente
por el 𝑉𝐵𝐸 de 𝑄𝑁 , que es aproximadamente de 0.7 V.
Entonces, 𝑄𝑃 estará en corte.
Si la entrada se hace negativa en más de unos 0.5 V, 𝑄𝑃
conduce y actúa como seguidor de emisor. De nueva
cuenta, 𝑣0 sigue a 𝑣𝐼 (esto es, 𝑣0 = 𝑣𝐼 + 𝑣𝐵𝐸𝑃 ), pero en
este caso 𝑄𝑃 proporciona la corrientede carga y 𝑄𝑁 estará
en corte.

Existen diferentes tipos de etapas de salida, entre ellas la
clase A, clase B, clase AB y clase C. Dado que la etapa de
salida clase A tiene consumo estático de potencia incluso
en ausencia de señal de entrada se optó por seleccionar
para este laboratorio la etapa de salida clase B, dado que
no se exige reducir enormemente la “distorsión de cruce”
en caso contrarioes preferible utilizar la clase AB.
Además para reducir un poco más la “distorsión de cruce”
Se utilizó el siguiente circuito:

Figura 2. Ilustración del voltaje a la salida de una etapa de
salida clase B
En la figura 3, se puede apreciar mejor la distorsión de cruce
para diferentes amplitudes.

Figura 1. Circuito de clase B con un op amp conectado en un
circuito de retroalimentación negativa parareducir la
distorsión de cruce

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𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 = 10 ∗ 3.1416 ∗ 600𝑒 − 3 = 17.7[𝑉]
Que sería la tensión mínima de polarización del circuito,
por lo tanto es posible cumplir el requerimiento de la
tensión de polarización.
Una vezdeterminado estos parámetros se procede a
realizar la respectiva simulación y de esta manera
comprobar que los datos obtenidos teóricamente se
asemejan a los experimentales.
Figura 3. Esquema etapa de salida clase B

En la curva de la izquierda se observa una señal de entrada
con diferentes amplitudes y en la derecha la tensión de
salida. En el caso 1, una señal de entrada de amplitud
pequeñaresulta fuertemente distorsionada debido al
rango de valores necesarios para que algún transistor entre
en conducción.
En el caso 2, al tener la señal de entrada suficiente
amplitud este efecto es menos importante pero sigue
existiendo un intervalo nulo de tensión en la salida. El
caso 3, una amplitud excesiva a la entrada origina recorte
a la salida.
Diseño
Basandonos en los requerimientos de diseño seutilizo la
expresión que permite calcular el promedio de esta onda:
𝐼̅ =

𝐼𝑝𝑖𝑐𝑜
𝜋

(1)

Donde:
𝐼𝑝𝑖𝑐𝑜 =

𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜
𝑅𝑙𝑜𝑎𝑑

(2)

Siendo 𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 la tensión pico de polarización y 𝑅𝑙𝑜𝑎𝑑 la
resistencia de carga.

Selección de componentes

Componente
OPA228
OPA404
Tl084
LM324

Vsupply
[V]
18
18
20
30

BW[MHz]
33
6.4
15
1.3

Dados estos datos y para obtener una mejor respuesta de
la Etapa de salida...