Potencia

XI – Amplificadores de Potencia de Baja Frecuencia

CAPITULO XI - Amplificadores de Potencia de Baja Frecuencia:

(A.C.R.TULIC)

XI.1. - INTRODUCCIÓN:
La casi totalidad de los temas desarrollados hasta aquí en Electrónica Aplicada I y en el presente texto (con
excepción en el primer caso de las Fuentes de Alimentación), trataron siempre a los amplificadores lineales. En
consecuencia, losparámetros estudiados fueron principalmente transferencias y resistencias de entrada y salida,
empleándose métodos de análisis comprendidos en la teoría de los cuadripolos lineales.
En el presente Capítulo comenzaremos a estudiar circuitos amplificadores en los cuales dadas las potencias
en juego, se intenta por sobre cualquier otra característica, optimizar el rendimiento de conversión depotencia, por
lo que el nivel de excursión es necesariamente tan amplio que se opera prácticamente en toda la zona activa útil de
los elementos activos empleados.
Ante tal forma operativa, las hipótesis de linealidad, que hasta ahora eran siempre consideradas, ya no
resultan aplicables, la Distorsión armónica y de intermodulación es otro parámetro que se intenta controlar y como
consecuencia detodo ello los métodos de estudio cambian radicalmente, dejando de lado ya a los cuadripolos
lineales para pasar al empleo de métodos gráficos o semigráficos de resolución.
A modo de revisión, recordemos que apelando a dichos métodos de estudio, para los amplificadores de
Clase A estudiados hasta aquí, y al considerar la forma operativa representada en la figura XI.1. se definieron lossiguientes conceptos y parámetros:
-

Potencia de C.C. entregada por la Fuente de Alimentación:
Pcc = Vcc . ICQ

-

Potencia Eficaz de Señal en la Carga para excitación senoidal:
Icmax . Vcemax
Ps = -------------------2

-

(I.34.)

(I.35.)

Potencia Disipada Máxima por el Transistor:
Pdm = VCEQ . ICQ

(I.36.)

el transistor disipa la mayor cantidad de potencia cuando no hay señal aamplificar y dicha potencia disipada máxima
es la que se le suministra a través de la polarización o punto Q.
En la figura XI.1. se puede observar la interpretación gráfica de los parámetros y conceptos
precedentemente reseñados, para el caso particular de un punto Q centrado en la parte útil de la recta de carga
dinámica. Las áreas señaladas son representativas de las potencias definidas.
-Rendimiento de Conversión de Potencia ( η ):

El Rendimiento de Conversión de Potencia que cuantifica la eficiencia con la que el circuito amplificador
convierte potencia eléctrica de C.C. en potencia de señal sobre la carga y se definió como:
Ps
η % = −−−−− . 100
Pcc

(I.37.)

para un circuito amplificador clase A, tal como el que estamos estudiando, con acoplamiento a resistenciacapacidad, si nos ubicamos en las mejores condiciones de excursión, es decir con R.C.E. y R.C.D. coincidentes
(REST = Rdin ), punto Q centrado y en donde además suponemos VCEsat = 0 , con señal senoidal se tiene:

1

XI – Amplificadores de Potencia de Baja Frecuencia

Figura XI.1.

Figura XI.2.

ICQ . Vcc
Icmax . Vcemax
Psmax = -------------------- = (Vcc/2) . (ICQ /2) =-------------2
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y en consecuencia el rendimiento, que bajo estas condiciones operativas dijimos era el Rendimiento Máximo Teórico
para operación en Clase A, con Acoplamiento a R-C y excitación senoidal, arroja un valor de:
ηMAX = 25 %
valor este último muy difícil de alcanzar sin una gran distorsión de la señal por excursionar más allá de las zonas
límite de linealidad.
La necesidad de optimizar estebajo valor de rendimiento da lugar a toda una técnica específica que se aplica
en los amplificadores de potencia. Un primer paso en tal sentido, consiste en la utilización, en el mismo clase A, del
acoplamiento de la carga mediante la utilización de transformador, lo cual si bien significa introducir mayor
distorsión, costos, peso y volumen, permite incrementar el rendimiento a un valor máximo...