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• Francisco Valiente

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ESPECIALIDAD

: Electrónica Industrial

CURSO

: Electrónica Analógica

PROFESOR

: Ing. Luis Pacheco Cribillero

TEMA

: Amplificadores Clase AB y Push- Pull

ALUMNO

: Mauricio Mario Calle Pillaca

Amplificador Su función es incrementar la intensidad de corriente, la tensión o la potencia de la señal que se le aplica a su entrada; Para amplificar es necesario una fuente de alimentación externa. Se considera al amplificador como un modulador de la salida de la fuente de alimentación. El amplificador puede realizar su función de manera pasiva, variando la relación entre la corriente y el voltaje, manteniendo constante la potencia. De forma activa, tomando potencia de una fuente de alimentación y aumentando la potencia de la señal a su salida del amplificador, habitualmente manteniendo la forma de la señal, pero dotándola de mayor amplitud. La relación entre la entrada y la salida del amplificador puede expresarse en función de la frecuencia de la señal de entrada, lo cual se denomina función de transferencia, que indica la ganancia del mismo para cada frecuencia. Clase AB Teoría: El amplificador clase AB es un tipo híbrido de amplificador, el cual combina las Características de los amplificadores clase A y clase B con el fin de aprovechar sus Ventajas. Este tipo de amplificador elimina la distorsión por cruce de cero voltios y tiene Una eficiencia alta, aunque no es tan eficiente como el amplificador clase B, ni tan Lineal como el amplificador clase A. 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 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. Nota: Los amplificadores de clase B se caracterizan por tener intensidad casi nula a través de sus transistores cuando no hay señal en la entrada del circuito. Ésta es la que polariza los transistores para que entren en zona de conducción, por lo que el consumo es menor que en la clase A

Tienen dos transistores de salida, como los de clase B Pero a diferencia de estos, tienen una grande 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. Nota: Los de clase A Son amplificadores que consumen corrientes altas de su fuente de alimentación, independientemente de la existencia de señal en la entrada. Esto provoca un rendimiento muy reducido, al perderse una parte importante de la energía que entra en él. Esta corriente libre se limita al máximo 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.

Amplificador contrafásico o amplificador Push-Pull, Pues utiliza 2 grupos de transistores. Cada grupo se encarga de amplificar una sola fase de la onda de entrada. Ver en el diagrama. Un grupo es de color amarillo y el otro es de color verde. (En este caso sólo hay un transistor por grupo). Cuando un grupo entra en funcionamiento el otro entra está en corte y viceversa. Un amplificador emisor común se utiliza para amplificar señales pequeñas. En esta configuración la tensión de la señal de salida tiene prácticamente la misma amplitud que la de la señal de entrada (ganancia unitaria) y tienen la misma fase.

Cuando la señal de entrada es grande y lo que se desea es ampliar la capacidad de entrega de corriente, se utiliza un amplificador contrafásico o push-pull. (Amplificador de potencia). El amplificador que se muestra en el siguiente gráfico está constituido por dos transistores. Uno NPN y otro PNP de las mismas características La entrada de la señal llega a la base de ambos transistores a través de la patilla base de cada transistor.El transistor Q1 tendrá polarización directa en los semiciclos positivos (ver color amarillo) y a través de RL (resistor de carga) aparecerá una señal que sigue a la entrada (esto significa que la señal de entrada y salida están en fase). En los ciclos negativos (color verde)

El transistor Q1 se pone en corte y no aparecerá señal en la salida (se parece a la salida de un rectificador de media onda) El transistor Q2 tendrá polarización directa en los semiciclos negativos (ver color verde) y a través de RL aparecerá una señal que sigue a la entrada (están en fase). En los ciclos positivos (color amarillo) El transistor Q2 se pone en corte y no aparecerá señal en la salida (se parece a la salida de un rectificador de media onda) Del tercer gráfico (el inmediato superior a la derecha) se observa que la onda de salida se distorsiona (ver cerca del eje horizontal). Esta distorsión se debe a la caída de tensión de 0.6 voltios que hay entre la base y el emisor de los transistores Q1 y Q2.

Nota: El valor máximo de la señal de salida siempre será inferior al valor máximo de la señal de entrada debido a la caída de voltaje base - emisor en los transistores. ( la ganancia es siempre ligeramente menor que 1). En otras palabras hay una ligera atenuación, pero una gran ganancia de corriente y como consecuencia una ganancia de potencia.

Señal de entrada

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Señal de salida

Los amplificadores de clase Pus-pull tienen una gran desventaja: Una distorsión audible con señales pequeñas. Esta distorsión puede ser tan mala 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 amplificadores de Push-Pull hoy en día a la venta.

Diversos arreglos de circuito son posibles para obtener la operación push-puIl, incluyendo sus ventajas y desventajas. Es importante tener en mente la operación completa del circuito a fin de apreciar los diferentes métodos que se emplean para obtener las ventajas de la operación push-pull. En push-pull es necesario desarrollar el voltaje de salida a través de la cara de tal manera que las dos etapas que operan en la clase B proporcionen un ciclo completo de señal conduciendo en medios ciclos alternados. Al iniciar con una señal de entrada obtenida de una etapa amplificadora de excitación, es necesario operar el circuito push-pull de dos etapas en medios ciclos alternados para la operación clase B. Las señales de entrada de polaridad opuesta las dos etapas del circuito push-pulI. Pueden obtenerse de diversas maneras. Los valores de las resistencias y hfe pueden elegirse de manera que la ganancia de voltaje correspondiente a la señal de salida. La ganancia correspondiente a la señal tomada desde el emisor es la operación de emisorseguidor.

De este modo, el circuito produce señales de polaridad opuesta para accionar la etapa push-pull del amplificador. La ventaja de esta etapa excitadora: Es el ahorro en la utilización de un transformador con derivación central, que es costoso y voluminoso y que tiene un intervalo de operación de frecuencia limitado. Una desventaja: Es que las dos señales no provienen de fuentes de impedancia similares. La señal del emisor suministra una adecuada excitación, puesto que la resistencia de la fuente vista desde el emisor es bajo. Sin embargo, la resistencia del circuito colector es relativamente alta y, aunque las señales de salida son iguales sin carga, difieren en condiciones de carga. Una posible mejora sería añadir una etapa más de emisor-seguidor para conectar la salida a la carga, ya que dicha etapa no proporcionaría ganancia de voltaje adicional o inversión de polaridad, sino que excitaría la etapa push-pulI a partir de una fuente de baja resistencia.

Otros medios de obtener señales de polaridad opuesta para excitar la etapa push-pull se ilustran mediante el diagrama de bloques de la figura. La señal de entrada se amplifica e invierte mediante una etapa amplificadora y después se atenúa para una ganancia total igual a la unidad. El empleo de dos emisores seguidores (Circuitos Darlington) excita la etapa push-pull desde las fuentes de baja impedancia.

Funcionamiento del Push-Pull En algunas aplicaciones, como son los sistemas alimentados son necesarios un bajo consumo de corriente y un alto rendimiento de la etapa. Este hecho condujo a otras formas de funcionamiento: El funcionamiento en clase B de un transistor conlleva que la corriente del colector circule solamente 180° del ciclo de señal, lo que implica que el punto Q ubique aproximadamente en el punto de corte en ambas rectas de carga, la de corriente continua y la de señal. Las ventajas que ofrece el funcionamiento en clase B son un menor consumo de corriente y un mayor rendimiento Bibliografía 

Boylestad R., Nashelky L. Electrónica teoría de Circuitos, Prentice Hall int.1992.

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Malvino. Principios de Electrónica, Quinta Edición, Mac Graw Hill, 1998.

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http://www.geocities.com/eduardo_rys/circuitos_impresos3.html

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http://electro.5u.com/links/electronica.htm

http://www.geocities.com/tdcee/Directory.htm