amplificadores de potencia

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Amplificadores de Potencia, Conceptos básicos
J. I. Huircan
Abstract–Los amplificadores de potencia son convertidores 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.

alimentación en una señal de potencia en la carga, la eficiencia de este proceso está dada porη=

Index Terms–Power Amplifier.

I. Introduction
Un amplificador de potencia convierte la potencia de una
fuente de corriente continua (Polarización VCC de un circuito 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 envoltaje
y corriente.
Los puntos de operación deben estar en un área permitida de voltaje y corriente que asegure la máxima disipación, (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.
Lacurva 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 delamplificador es de tal forma que la
corriente de colector solamente fluye para un lapso menor
a 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
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
de eficiencia y distorsión distintos, por lo cual, sus aplicación será a distintas áreas.
III. Relaciones básicas en los amplificadores de
potencia
Para analizar los amplificadores depotencia se requiere
de ciertas cantidades y relaciones. Como el amplificador
de pontencia convierte la potencia de cc de la fuente de
Documento preprarado en el DIE, Universidad de la Frontera 2004.

PL(AC)
PCC

(1)

Donde η es la eficiencia , PL(AC) , es la potencia media de
señal en la carga y PCC , la potencia media de salida en la
fuente de alimentación.
El peak instantáneo y lapotencia 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 potencia, se usa la relación básica dada por (3), donde p es lapotencia 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 periodica, con componente media (cc), la cual puede ser cero y
una componente de ca, no necesariamente sinusoidal, así
se tendrá

v = Vdc + vac
i = Idc + Iac

(4)
(5)

Tomando el periodo completo de la onda, se tiene que

P =

1
2π

Z

2π
0

p· dωt

Z 2π
1
vac iac dωt
= Vdc Idc +
2π 0
Pdc
Pac

(6)

Donde, Pdc es la contribución de la componente continua
y Pac es la contribución de la componente alterna a la potencia media. Si las componentes de ca son tipo sinusoidal,
se tiene

vac = Vm cos ωt
iac = Im cos ωt
Reemplazando en la ecuación (6), se tiene

(7)
(8)

2

P = Vdc Idc +

1
2π

Z

0

2π...