Amplificadores De Potencia Clase A Y Clase B

Amplificadores de potencia Clase A y Clase B
1. OBJETIVO
Medir los voltajes en DC y AC, así como la potencia de entrada y de salida para ambos amplificadores de potencia tanto de clase A como de clase B

2. EQUIPO REQUERIDO
2.1 Instrumentos
Osciloscopio-
Multímetro Digital
Generador de funciones
Fuente de poder DC
2.2 Componentes

a. Resistencias
(1) 20 Ω
(1) 120 Ω
(1) 180 Ω
(2) 1 - kΩ, 0.5-W(1) 10 - kΩ
b. Capacitancias
(3) 10 mF
(1) 100 mF
c. Transistores
(1) npn de media potencia, 15-W (2N4300 o equivalente)
(1) pnp de media potencia, 15-W (2N5333 o equivalente)
(2) diodos de silicio

3. EQUIPO UTILIZADO

Ítem
Serial UDES
Fuente de Poder CC

Generador de Funciones

Osciloscopio

Multímetro Digital


4. RESUMEN DE LA TEORÍA

Amplificador Clase-A

Un amplificador clase-A drena la mismapotencia de la fuente de poder sea que haya sido aplicada o no una señal a la entrada. La potencia de entrada es calculada de la forma

Ecuación 1
La potencia provista por el amplificador puede calcularse usando:

Ecuación 2
donde la eficiencia del amplificador sera:



Ecuación 3
Amplificador Clase-B

Un amplificador clase-B no drena potencia alguna hasta que no se aplique una señal de entrada.En la medida que la señal entrante aumente, tanto la potencia drenada de la fuente de poder, como la liberada en la carga aumenta. La potencia de entrada a un amplificador clase-B es:

Ecuación 4

La potencia provista por el amplificador puede calcularse usando:

Ecuación 5
La eficiencia del amplificador se calcula usando la Ecuación 3

5. PROCEDIMIENTO
5.1. Amplificador Clase A: Polarización CCa.
Calcular los valores de polarización en CC para el circuito de la Fig 1.


Fig 1.


VB (Calculado) = 1.53 [V]
VE (Calculado) = 0.825 [V]
IE = IC (Calculado) = 41.27 [mA]
VC (Calculado) = 5.04 [V]


b.
Construya el circuito de la Fig. 1. Sí se desea mida y registre los valores reales en el espacio previsto en la Fig 1. Ajuste la fuente de poder a Vcc = 10V, mida y registre los voltajes depolarización:

V
Calculado
Medido
VB 
1.53 [V]
1.57 [V]
VE
0.825 [V]
0.95 [V]
VC
5.04 [V]
4.84 [V]
Determine el valor de la corriente CC de polarización


IE = IC = VE/RE = 47.5 [mA]
5.2. Amplificador Clase A: Operación en AC
a.
Usando el valor de la corriente CC de polarización calculada en la Parte 1 y las ecuaciones dadas en el resumen de la teoría, calcule los valores de potencia y efeciciencia parala maxima oscilación de señal en el amplificador clase-A de la Fig 1.
Pi (Calculado) = 412 [mW]
Usando la maxima oscilación de señal con la corriente CC de polarización ajustada en la Parte 1:
Vo (Calculado) = 5.1 [Vp-p]
Po (Calculado) = 27,1 [mW]
%n (Calculado) = 6.57%
b.
Usando el osciloscopio, ajuste la señal de entrada ( f = 10kHz ) hasta obtener la máxima señal sin distorsión. Mida y registrelos voltajes de entrada y salida:
Vi (Medido) = 55 [mV]
Vo (Medido) = 5 [Vp-p]
c.
Usando los valores medidos calcule la potencia y eficiencia para el amplificador clase-A de la Fig 1.
Pi = 412 [mW]
Po = 26.04 [mW]
%n = 6.32%
Compare los valores medidos y calculados de potencia y eficiencia obtenidos en la parte b y c:

Luego de analizar los resultados obtenidos en la parte b y c se puede notar quelos valores de potencia y de eficiencia tanto medidos como calculados están en el mismo rango, es decir, la diferencia no es muy notable. Sin embargo, tomando los conceptos teóricos la eficiencia de este circuito de 6.5% es muy baja ya que se espera que este alrededor del 25%. Por esta razón se debe revisar este circuito y en los mejor de los casos volver a diseñarlo.
d.
Reduzca la señal deentrada a la mitad de la señal de entrada ajustada en la parte b. Mida y registres los voltajes de entrada y salida:
Vi (Medido) = 26 [mV]
Vo (Medido) = 3.0 [Vp-p]
e.
Calcule la potencia de entrada, salida y eficiencia usando la mitad del voltaje de entrada usado en la parte a.
Pi (Calculado) = 412 [mW]
Po (Calculado) = 9.37 [mW]
%n (Calculado) = 2.28%
f.
Usando los valores medidos calcule la...