AMPLIFICADOR CLASSE D

INTRODUCCIÓ
Els amplificadors operacionals estan formats per transistors. La forma amb la qual treballen aquests transistors determina el tipus d’amplificador que existeixen.
Un concepte a tenir en compte des de bon principi és la linealitat; significa com està representada la sortida mitjançant una funció lineal de l’entrada. Si el nostre amplificador produeix una rèplica de l’entrada (en quanta forma) a la sortida, l’amplificador és lineal.
Les entrades amplificades en música són sinusoïdals. Els senyals sinusoïdals es caracteritzen per ser continus en el temps. Si el senyal que apliquem (o el que obtenim a la sortida ) presenten discontinuïtats, es produeixen els harmònics (coneguda com a distorsió). Els harmònics són freqüències que apareixen a la sortida, amb la característica queaquestes freqüències són múltiples enteres de la fonamental (la freqüència de la nostra senyal d’entrada). Per exemple, si Vin té una freqüència d’1kHz, els seu segon harmònic seria a 2kHz, el seu tercer seria a 3kHz, etc.
Els integrats poden provocar aquesta distorsió deguda a les imperfeccions dels components que els formen (total THD+N al datasheet). Aquesta distorsió també es produirà ambmés o menys magnitud depenent de la forma de treball dels transistors a dins de l’integrat.
Tots aquests paràmetres són importants a l’hora de definir les classes d’amplificadors que tenim.
CLASSES D’AMPLIFICADORS
Amplificador classe A
En aquest tipus, els transistors treballen a la zona lineal (no treballen ni en saturació ni en tall). El transistor disposa d’un voltatge de referència, conegut com‘bias level’, el qual permet que encara que no tinguem senyal a la base del transistor, segueixi passant corrent i evitar que entri en tall.









Al no treballar en cap de les dues condicions extremes, la sortida és una rèplica de l’entrada, ja que tota l’estona subministra corrent a la càrrega. la qual cosa fa que aquest tipus d’amplificador presenti una distorsió nul·la.
El continu pas decorrent a la càrrega mentre l’amplificador està operatiu presenta un problema: aquest amplificador dissipa molta potència en forma de calor, la qual cosa fa baixar el seu rendiment.
Amplificador classe B
Consisteix en posar un transistor més al circuit mostrat anteriorment, per tal de que cada transistor amplifiqui el semicicle positiu o negatiu del senyal d’entrada. En aquest cas no apareix elcorrent de polarització (bias current), per tant els transistors treballaran tant en zona lineal com en zona de tall.













Amb aquest muntatge millorem l’eficiència de l’amplificador, ja que els transistors no es troben en zona lineal permanentment (durant un semicicle de l’entrada, un transistor es troba ‘OFF’).
El principal problema és la distorsió, ja que al no treballar contínuament i notenir el corrent de polarització, hi ha una zona anomenada ‘dead band’ en la qual la senyal d’entrada no serà amplificada, concretament entre -0’7 i 0’7V (voltatges llindars dels transistors). Aquest tipus de distorsió s’anomena crossover distortion.







Amplificador classe AB
Per tal d’evitar la distorsió crossover de l’amplificador B, es col·loquen dos díodes a les entrades per tal de crearvoltatges de referència que permetin amplificar el senyal que es troba a la dead band.










Per tant, amb el muntatge AB aconseguint molt poca distorsió i tenir menys pèrdues en forma de calor per efecte Joule.
Amplificador classe C: no té gaire eficiència ja que té molta distorsió. No es fa servir en aplicacions d’audio, per tant no ho comentarem.
A continuació vurem les característiques del’amplificador classe D i un possible disseny per tal d’implementar-lo a audio.

AMPLIFICADOR DE CLASSE D
Conegut també com a PWM amplifier, l’amplificador de classe D es caracteritza per fer treballar els transistors en commutació, és a dir, tant en zona de tall com en zona de saturació.
En comparació amb les altres classes, el classe D té una eficiència d’entre el 90 – 95%, mentre que la...