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• Diego

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AMPLIFICADORES CLASE B, C Y CLASE AB Resumen-Este documento presenta al lector información relativa a los amplificadores y los tipos de conexión clase b, c y ab, si planteamos la importancia de los amplificadores operacionales en la electrónica vemos que se encuentran presentes en los sistemas de audio, sistemas de control análogo, filtros y adaptadores de nivel por ende la importancia de estudiar los amplificadores operacionales Palabras clave- clase b, clase c, clase ab, corriente de polarización, rendimiento, ángulo de conducción abstract-This paper presents the reader with information concerning the amplifiers and the connection types b, c and ab, if raised the importance of operational amplifiers in the electronics see that the systems are present in audio systems analog control, filters and adapters thus level the importance of studying the operational amplifiers Keywords-class b, class c, class ab, bias current, performance, conduction angle

I.

INTRODUCCION

II.

AMPLIFICADORES TIPO B

Un amplificador clase B amplifica un solo semiciclo de la señal de entrada; esto implica situar el punto de trabajo en la región de corte, de tal forma, que solo al presentarse el semiciclo adecuado de Vp el transistor pase a la región activa. Cuando el semiciclo es el contrario, el transistor permanece en corte, al igual que en ausencia de la señal de entrada figura 1.

Figura 1 Salida amplificador clase B Si se desea obtener una señal de salida reflejo de la entrada, se habrán de disponer de forma adecuada, dos transistores de forma adecuada para que cada uno amplifique un semiciclo en la figura 1 se observa esta configuración llamada push pull o complementaria.

Los amplificadores clase a, b, c y ab se refieren a las características de funcionamiento de las etapas de salida de los amplificadores. Resumiendo, los amplificadores de clase A son los que mejor suenan, mas cuestan y los menos prácticos. Despilfarran corriente y devuelven señales muy limpias. La clase AB domina el mercado y rivaliza con los mejores de clase A en calidad de sonido. Usa menos corriente que los de clase A y pueden ser más baratos, pequeños y ligeros.

Figura 2 Amplificador en push pull 1

Se puede observar que T1 es NPN y T2 es PNP y ambos son complementarios es decir, presentan iguales características eléctricas, pero de signos opuestos al ser uno PNP y el otro NPN se denominan generalmente par complementario o simplemente transistores complementarios.

Conexión


 = =

Rendimiento El amplificador de potencia en simetría o en push pull presenta un excelente rendimiento, pues sin señal de entrada el circuito absorbe una corriente mínima y cuando está presente, la mayor parte de la potencia consumida es transferida a la carga y la tensión de alimentación Vcc así.
 =  ∗  =





∗  =

   

[1]

Donde  es la intensidad media absorbida por la carga. La máxima potencia disipada por la carga se presentara cuando la señal de entrada sea máxima y el punto de trabajo recorra toda la recta de carga, entonces  = 

[2]



[3]



*100

[4]

Reemplazando la ec [1] y [2] en [4] obtenemos.

=

La forma básica de alimentar el circuito es disponiendo de una fuente simétrica que proporcione tensiones + Vcc y – Vcc conectando la masa o referencia de la fuente a un punto común. Debido a este inconveniente, es más usual el empleo de una sola fuente haciendo que un condensador realice las veces de fuente para T2 ya que cuando este transistor conduzca, quede aislado de +Vcc porque T1 permanece en corte.



 

     

∗ 100 =

"

= 78.5%

[5]

Generalidades Un amplificador clase B tiene corriente de polarización cero en una pequeña parte del circuito de potencia, para evitar no linealidades. Tienen una importante ventaja sobre los de clase A en eficiencia debido a que casi no usan electricidad con señales pequeñas. Los amplificadores de clase B tienen una gran desventaja, una distorsión audible con señales pequeñas. Probablemente sea una distorsión con una deficiente sonoridad, que lleva a notarse con señales más grandes. Esta distorsión se llama distorsión de filtro, porque sucede en un punto que la etapa de salida se cruza entre la fuente y la corriente de amortiguación. No hay casi amplificadores de clase B hoy en día a la venta. III.

AMPLIFICADORES TIPO C

La polarización es ajustada de tal modo que el dispositivo este en corte. Después, la comente fluye solo durante pico del ciclo de la señal de entrada. La corriente de salida consiste en pulsos en la frecuencia de la señal de entrada; el ángulo de conducción es, generalmente, mucho menor que 180 grados. Ya que el dispositivo esta en corte en más de la 2

mitad del ciclo de operación (Figura 3), la eficiencia es relativamente alta, más del 80 % en algunos casos, pero la linealidad es extremadamente pobre.

óhmica del devanado correspondiente a la inductancia L del circuito resonante de salida, en la Figura 5. Se ha realizado el circuito equivalente estático, pudiéndose comprobar que en reposo la unión baseemisor del transistor no se halla polarizada.

Figura 3 Salida amplificador clase C Aplicaciones El amplificador clase "C" es exclusivo de Radiofrecuencia (RF). Utiliza como "carga" un circuito tanque. El circuito de la Figura 4. Muestra un amplificador bipolar de potencia clase C sintonizado de Radiofrecuencia (RF). Puede apreciarse la utilización de un circuito resonante paralelo conectado en su circuito de colector y cuyo objetivo es filtrar los pulsos de corriente de colector y producir así nuevamente una señal senoidal como tensión de salida del amplificador. Se observa asimismo la utilización del método capacitivo para acoplar tanto el generador vs(t) senoidal de excitación como la carga RL , método este último que puede ser modificado empleando el acople con transformador.

Figura 5 Circuito equivalente estático. Generalidades Este tipo de amplificador tampoco se usa en audio. Los amplificadores de clase C son similares a los de clase B en que la etapa de salida tiene corriente de polarización cero. Sin embargo, los amplificadores de clase C tienen una región de corriente libre cero que es más del 50% del suministro total de voltaje. Las desventajas de los amplificadores de clase B son más evidentes en los amplificadores de clase C, por tanto los de clase C tampoco son prácticos para audio. IV.

Figura 4 Amplificador clase c para RF Teniendo en cuenta que se ha denominado con RS a la resistencia

AMPLIFICADORES CLASE AB

Los amplificadores de clase AB reciben una pequeña polarización constante en su entrada, independiente de la existencia de señal. Es la clase más común en audio, al tener alto rendimiento y calidad. Estos amplificadores reciben su nombre porque con señales grandes se comportan como una clase B, pero con señales pequeñas no presentan la distorsión de cruce por cero de la clase B (Figura 6). Tienen dos transistores de salida, como los de 3

clase B, pero a diferencia de estos, tienen una pequeña corriente de polarización fluyendo entre los terminales de base y la fuente de alimentación, que sin embargo no es tan elevada como en los de clase A. Esta corriente libre se limita al mínimo valor necesario para corregir la falta de linealidad asociada con la distorsión de cruce, con apenas el nivel justo para situar a los transistores al borde de la conducción. Este recurso obliga a ubicar el punto Q en el límite entre la zona de corte y de conducción. Su nivel de eficiencia es inferior al 50%, menor cuanto mayor nivel tenga la corriente de polarización. Por tanto, superior a los clase A e inferior a la clase D.

Referencias -

Rumsey, Francis & Mccormick, Tim. Sonido y grabación. Introducción a las técnicas sonoras 2004 (2ª edición)

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Boylestad Nashelsky, Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, editorial Pearson, 8va edición

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Rosas José Bernardo. Amplificadores de potencia para transmisor de FM de cobertura limitada

Figura 6. Salida amplificador clase AB Este diseño es un compromiso entre la eficacia de los amplificadores clase B (en los que no hay corriente de polarización) y la eliminación de la distorsión de cruce de los diseños en clase A, por lo que los amplificadores respecto a estos últimos pueden ser mucho más ligeros, eficientes y sin generar tanto calor. La pequeña corriente de polarización constante que queda remanente en la señal de salida es filtrada antes de alimentar a los altavoces. Este tipo de configuración se ve en la mayoría de amplificadores de audio, tanto de las gamas habituales como en la mayoría de los High-End. Son, por así decirlo, una mezcla de los dos anteriores, un amplificador de potencia funciona en clase AB cuando la tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule. 4