Potencia

ASIGNATURA: ELECTRONICA 1
Profesor: José Luis Cárdenas
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SIMETRIA COMPLEMENTARIA

Los amplificadores de salida, también denominados de potencia, tienen como misión entregar a la carga una señal de potencia grande con la mínima distorsión y el máximo rendimiento. La impedancia de salida ha de ser pequeña puesto que la carga suele ser un altavoz (4 u 8ohms); así pues, estos amplificadores suelen ser en colector común ya que su ganancia de Corriente es muy elevada y esto hace que la intensidad de la salida sea grande, lo suficiente como para mover la bobina del altavoz. 

Los amplificadores de potencia de audio proporcionan alta corriente a una carga de salida, que corresponde a un parlante o caja acústica. Se denomina amplificador dePotencia a aquellos circuitos capaces de entregar más de 1 Watts. El concepto simétrico corresponde a una distribución simétrica de voltajes en los transistores Q1 y Q2. En concepto complementario se usa por el uso de transistores NPN y PNP.

Como los altavoces tienen impedancias de 2,4,6 y 8 ohm, los amplificadores de potencia deben compensar esta baja impedancia entregando una alta corriente desalida. Por esta razón, los circuitos en configuraciones Clase A, emisor, colector o base común, no son utilizados, ya que en las salidas deben tener altas resistencias, que impediría la circulación de alta corriente sobre un altavoz.

Estos amplificadores se denominan complementarios, pues utilizan pares de transistores similares, pero de tipos opuestos, NPN y PNP. A su vez son denominadossimétricos, pues cada transistor amplifica la mitad de la señal de entrada, y posee una polarización DC que también se reparte en forma simétrica.
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La eficiencia de potencia de un amplificador clase AB es alta, razón por la cual se utiliza masivamente en los diseños profesionales. La eficiencia está definida como la relación de la potencia alterna que se obtiene a la salida (en valor RMS) conrespecto a la potencia continua suministrada por las fuentes de alimentación, esto es:

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Donde Vo e Io corresponden a los parámetros en el altavoz, y Vcc e Icc la energía consumida por la fuente de poder. La diferencia con el circuito clase B, es que proporciona una señal de salida que varia a lo largo de la mitad del ciclo de la señal de entrada, es decir 180º de la señal. El punto depolarización Q para la clase B está, por tanto, a O V, variando entonces la salida desde este punto de polarización durante medio ciclo.
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Punto Q de amplificador clase B

DISTORSIÓN DE CRUCE POR CERO: Uno de los grandes problemas que se suceden con respecto a los amplificadores en simetría complementaria, corresponde a la distorsión que se dacuando la señal alterna de entrada tiene un valor muy cercano a cero volts, que ocurre en la Clase B. En efecto, para que un transistor entre en conducción se necesita que el voltaje entre base y emisor sea de un valor aproximado a ( 0,6 volts dependiendo si el transistor es NPN o PNP respectivamente.
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Como este voltaje depende de la señal de entrada Vi, quiere decir que durante todo eltiempo en que la señal Vi tiene un valor menor a 0,6 volt los transistores Q1 y Q2 estarán en la zona de corte, generando en la salida un voltaje de cero volts, y produciendo una distorsión en el cruce por cero..
Para evitar esta situación, se genera una tensión continua en la base de cada transistor, con diodos, transistores y potenciómetros, de manera tal, que cada transistor este en conducción,pero muy cerca del corte. Se dice entonces, que los transistores se encuentran en clase AB, esto significa que cada transistor conduce un ángulo mayor que 180º pero menor que 360º. Algunos circuitos poseen un ajuste de la distorsión de cruce, tal como se indica en la figura. R1 es un potenciómetro que ajusta la polarización de las bases de Q1 y Q2. También se les denomina Amplificadores en...