Grupo 7 - Semana 13
Grupo 7 - Semana 13
Grupo 7 - Semana 13
AB, PUSH-PULL O
AMPLIFCADORES DE SIMETRIA
COMPLEMENTARIA
GRUPO 7 SEMANA 13
CURSO: CIRCUITOS
ELECTRONICOS I
PROFESOR: ING. CUZCANO
RIVAS, ABILIO BERNARDINO
INTEGRANTES:
- JEAN PAUL LOAYZA DIAZ
1423215198
- RODAS ARIAS MARTIN
MISAEL ERWIN 1413220408
REPASO DE IDEAS Y INTRODUCCION AL AMPLIFICADOR DE
POTENCIA AC:
- Que es un amplificador?
“Introducción:”
Se puede trabajar en tres zonas, según como estén polarizadas estas uniones: si la
unión base-emisor está directamente polarizada y la unión base-colector inversamente
polarizada, se dice que el transistor está funcionando en zona activa. Si las dos uniones
están directamente polarizadas se denomina zona de saturación, y si están inversamente
polarizadas se dice que el transistor está en zona de corte.
Hay cuatro conceptos que se deben tener muy claros antes de entrar en el análisis
de los transistores. Estos son: amplificación, impedancia, fase y frecuencia. Los dos
primeros hacen referencia tanto a circuitos de corriente alterna como de corriente
continua, mientras que la fase y la frecuencia son "fenómenos" producidos en la
corriente alterna. La amplificación, como su nombre indica, consiste en aumentar el
valor de una cantidad; en un transistor se puede hablar de amplificación de corriente, de
tensión y de potencia. Cuándo se habla de fase, se hace referencia a la sincronización
que hay entre tensión a la entrada y a la salida, es decir, cuando la tensión de entrada
está en su punto máximo, ¿también lo estará la tensión de salida?, o ¿el valor de la
salida se retrasará respecto del primero?. En caso de que exista "retraso" se dice que hay
un "desfase" entre ambas tensiones.
Transistor BJT
Los transistores BJT son elementos muy versátiles. Se pueden conectar dentro de
un circuito de muy diferentes maneras, obteniendo distintos comportamientos. Por
ejemplo se puede conseguir ganancia en tensión, en intensidad de corriente o en ambas,
según la clase configuración. Hay tres tipos de configuraciones básicas del transistor
BJT: Emisor Común, Colector Común y Base Común. A continuación mostramos
dichas configuraciones:
Curvas características
La corriente del colector está totalmente relacionada con la corriente del emisor, si
aumenta o disminuye, Ic hará lo mismo. Ic también se encuentra relacionada con la
corriente de la base, Ic es proporcional a Ib cuando el transistor está trabajando en modo
activo. La relación que existe es exactamente la siguiente: Ic = bIb, siendo b lo que se
denomina ganancia del transistor y es una característica de éste que nos da el fabricante.
Una de las curvas más importantes de un transistor es la curva del área de máxima
seguridad "SOA" (Sfae Operation Area). En el funcionamiento en continua, este área
define la región de posibles combinaciones de IC - VCE dentro de la cual el punto de
trabajo puede estar sin daño y sin disminución de la fiabilidad del transistor.
Efectos de la Temperatura
Los transistores BJT son elementos muy versátiles. Se pueden conectar dentro de
un circuito de muy diferentes maneras, obteniendo distintos comportamientos. Por
ejemplo se puede conseguir ganancia en tensión, en intensidad de corriente o en ambas,
según la clase configuración. Hay tres tipos de configuraciones básicas del transistor
BJT: emisor común, colector común y base común.
Clase A
Relación de transformación a
Resistencia de carga transferida del RL’ = a2 RL
devanado secundario al primario del
transformador
Resistencia de emisor RE << RL’
VCC
VCEQ
R
1 E
Punto de polarización RL'
VCC
I CQ
R L ' R E
2
VCC
Potencia a la carga Pc arg a
2a 2 R L
Ganancia de corriente Ai = -ab
Relación de transformación a
Resistencia de carga transferida del
devanado secundario al primario del RL’ = a2 RL
transformador
Resistencia de emisor bRL’ ³ 10 (R1 || R2)
VCC
VCEQ
Punto de polarización R V
1 E I CQ CC
RL' ; RL'
2
V
Potencia a la carga Pc arg a CC
2R L '
R 1 || R 2
Ai
Ganancia de corriente R 1 || R 2 25mV
RE
b I CQ
Clase B
Circuitos EC push-pull
La operación del circuito se analiza viendo uno de los transistores, como se muestra
en la figura 7(a). Las líneas de carga se muestran en la figura 13(b). La corriente, ICQ se
coloca en cero de manera tal que el transistor conduce sólo para una señal de entrada
positiva.
Figura 7: Amplificador de un solo transistor de la figura 6.
Este sistema es poco práctico ya que emplea dos fuentes de tensión. Si se revisa
el circuito para aislar la carga con un capacitor, se puede utilizar una fuente de energía
simple. Este circuito modificado se muestra en la figura 9(a). El capacitor bloquea la
componente continua Vcc/2 de la carga, también proporciona la tensión de suministro a
Q2 cuando Q1 no conduce. Esto es, el capacitor se carga al valor en DC de Vcc/2 en la
unión de los dos emisores.
Figura 9. Amplificador de simetría complementaria usando solo una fuente de tensión.
R2
Resistencia de entrada R ent || b R L
2
VCEQ = 0.5VCC
Punto de operación
ICQ » 0
R2
Ai
Ganancia de corriente R2
RL
b
2
VCC
Potencia Pmáx
4 2 R L
Clase C
Clase AB
El Par Darlington
Si los dos transistores se conectan de la manera mostrada en la figura 15, los betas
de los dos transistores se multiplican, formando una combinación que parece un solo
transistor de b alta. El par Darlington se puede utilizar en configuraciones EC o ES. La
impedancia de entrada de ambos transistores no es la misma, ya que el punto de
operación del primer transistor es diferente del segundo. Esto se debe a que la carga
equivalente en el primer transistor es b 2(RE || RL), mientras que la carga en el segundo
transistor es sólo RE || RL. En la práctica, el primer transistor puede tener un manejo de
potencia menor que el segundo.
DEFINICIONES PREVIAS:
Figura4. Ilustración de distorsión de cruce en un amplificador push pull. Los transistores conducen solo durante
partes de entrada indicada por las áreas sombreadas.
Figura5. Polarización del amplificador push-pull con polarización mediante el diodo como espejo de corriente para
eliminar la distorsión de cruce. Los transistores forma una simetría complementaria (un npn y pnp)
OPERACIÓN EN AC:
Considerare la recta de carga de ca para Q1 del amplificador clase AB mostrando en la
figura5. El punto Q esta un poco mas arriba del punto de la región de corte ( en un
amplificador clase B verdadero, el punto Q esta en la región de corte). El voltaje de ca
de corte para operación de doble alimentación es Vcc con Icq como se dio anterioridad.
La corriente de cd de saturación para operación de doble alimentación con un
amplificador push-pull es:
Figura7. Recta de carga para un amplificador push-pull en simetría complementaria. Se muestran solo las rectas de
carga para el transistor pnp.
Figura8
No todos los amplificadores son iguales y existe una clara distinción entre la
forma en que sus etapas de salida están configuradas y funcionan. Las
principales características operativas de un amplificador ideal son la
linealidad, la ganancia de señal, la eficiencia y la potencia de salida, pero en
los amplificadores del mundo real siempre hay una compensación entre
estas características diferentes.
Amplificador clase A
Amplificador de clase B
Entonces podemos ver que cada dispositivo transistor del amplificador clase
B solo conduce a la mitad o 180 grados de la forma de onda de salida en
alternancia de tiempo estricta, pero como la etapa de salida tiene
dispositivos para ambas mitades de la onda de señal, las dos mitades se
combinan juntas para producir la forma de onda de salida lineal completa.
Esto significa que la parte de la forma de onda que cae dentro de esta
ventana de 0.7 voltios no se reproducirá con precisión, lo que hace que el
amplificador de clase B no sea adecuado para aplicaciones de amplificador
de audio de precisión.
Para superar esta distorsión de cruce por cero (también conocida como
Crossover Distortion), se desarrollaron amplificadores de clase AB.
Amplificador clase AB
Como su nombre lo sugiere, el Amplificador Clase AB es una combinación
de los amplificadores tipo "Clase A" y "Clase B" que hemos examinado
anteriormente. La clasificación AB de amplificador es actualmente uno de
los tipos de diseño de amplificador de potencia de audio más utilizados. El
amplificador de clase AB es una variación de un amplificador de clase B
como se describió anteriormente, excepto que ambos dispositivos pueden
conducir al mismo tiempo alrededor del punto de cruce de formas de onda
eliminando los problemas de distorsión cruzada del amplificador de clase B
anterior.
Amplificador clase AB