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Introducción El presente informe contiene información elemental y básica acerca de los tipos de amplificadores, sus funciones, aplicaciones, imágenes, circuitos de amplificadores, formulas y demostraciones de sus funciones entre otros aspectos. Es muy importante recordar que los amplificadores como su nombre lo dice sirven para amplificar señales ya sea de voltaje o corriente incluso potencia. En este informe exploraremos cada uno de estos tipos más a fondo y veremos su clasificación según ciertos criterios aprendidos en clase. Bien como introducción puedo decir con certeza que los amplificadores se clasifican de acuerdo a los siguientes criterios: Señal a amplificar, Magnitud de la señal, Cantidad de señal y por ultimo de acuerdo a su uso. concluyo en que los amplificadores tienen la función principal de amplificar señales por los criterios descritos aqui en este informe. Espero que les sea de mucha ayuda en cursos de electrónica análoga.


Conceptos Un amplificador en electrónica analógica es un circuito eléctrico que amplifica ya sea

una señal de corriente, de voltaje o ambas; todo amplificador hecho con transistores se caracteriza por tener una impedancia de entrada y otra de salida, las cuales tienden a disminuir la ganancia de cualquier amplificador.

El amplificador puede ser considerado como una red de dos puertos, un puerto de entrada y otro de salida.

Símbolo de un amplificador

Representación eléctrica de un amplificador

X = (Corriente o Voltaje)

Una vez que se conecta la fuente de señal y la carga al amplificador, este puede tener la configuración electrónica mostrada a continuación:


Clasificación Los amplificadores se clasifican de acuerdo a diversos criterios dentro de los cuales tenemos los siguientes: ° Cantidad de Señal ° Magnitud de la señal ° Señal a amplificar ° De acuerdo a su uso

AMPLIFICADORES DE SEÑAL Entre las diferentes tipologías de los amplificadores de señal los vamos a ordenar de la siguiente forma: ·Clase A ·Clase B ·Clase AB ·Clase C ·Clase G ·MOSFET Amplificador de Clase A La corriente de salida circula durante todo el ciclo de la señal de entrada.


La corriente de polarización del transistor de salida es alta y constante durante todo el proceso, independientemente de si hay o no hay salida de audio. La distorsión introducida es muy baja, pero el rendimiento también será bajo, estando siempre por debajo del 25%. Amplificador clase B La corriente de salida sólo circula, aproximadamente, durante medio ciclo de la señal de entrada. Durante el otro medio ciclo, la señal no es amplificada. Se produce a la salida un cambio alternativo de positivo, hay señal; a negativo, no hay señal.

Además, no circula corriente a través de los transistores de salida cuando no hay señal de audio. La distorsión introducida por tanto, es muy elevada, aunque el rendimiento mejora notablemente respecto a la clase A, aunque siempre será inferior al 80%. La calidad de este tipo de etapa de potencia es muy pobre, por lo que sólo es utilizado en sistemas que no requieran calidad sonora, como sistemas telefónicos, porteros automáticos, etc.


Amplificador de Clase AB La corriente de salida circula entre medio ciclo y el ciclo completo de la señal de entrada.

Como en los amplificadores de clase A, hay una corriente de polarización constante, pero relativamente baja, evitando la distorsión de cruce. Son los amplificadores de más calidad. Es una mejora de la clase B para evitar la distorsión excesiva. Su rendimiento es mejor que el de la clase A, pero inferior a la B. Amplificador de clase C La corriente de salida solo circula durante menos de medio ciclo de la señal de entrada.

La clase C trabaja para una banda de frecuencias estrecha y resulta muy apropiado en equipos de radiofrecuencia. es una perrada.


Amplificadores de Clase G

(De las clase E y F ya no fabrican modelos comerciales). Incorporan varias líneas de que se activan de forma progresiva a medida que el voltaje de entrada aumenta con el fin de lograr mayor eficiencia. Estos equipos dan una potencia de salida a la de los amplificadores de clase A-B, pero con un menor tamaño.

Amplificadores MOSFET

MOSFET son las siglas de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Se trata de

un tipo de amplificadores aparecidos en la década de 1980 que como su nombre indica crean un efecto de campo gracias a la unión de un semiconductor formado por la pareja metal-oxido. Desde su aparición son muy usados, porque aseguran una distorsión más baja, al controlar el desprendimiento térmico que se produce durante el procesado de la señal.


MAGNITUD DE LA SEÑAL Circuito equivalente en pequeña señal La corriente o la tensión total es la suma del valor en el punto Q y la señal: iD (t ) = I DQ + id (t ) vGS (t ) = VGSQ + v gs (t )

K (vGS − V p ) 2 2

KK22I DQ + id (t ) = VGSQ + v gs (t ) − V p =(VGSQ − V p ) + v gs (t ) 22 Desarrollando el miembro de la derecha, y despreciando Kv gs (t ) id (t ) = K (VGSQ − V p )v gs (t ) Por tan to, g m = K (VGSQ − V p )


Circuito equivalente en pequeña señal para bjt

Notación de señales – Diferenciar entre las tensiones y corrientes en el punto Q (símbolos y subíndices en mayúsculas), la corriente instantánea total (símbolo en minúsculas y subíndice en mayúsculas) y la componente de pequeña señal (símbolo y subíndice en minúsculas). Pequeña señal: varios milivoltios (menor que Vt). El circuito equivalente en pequeña señal para el BJT es el indicado en la figura, obteniéndose el valor de rπ a partir del punto Q. VTâ VT


Amplificador de gran señal Amplificadores de gran señal Los amplificadores de pequeña señal son denominados generalmente “amplificadores de tensión”, ya que convierten una pequeña tensión de entrada en una tensión de salida mucho más grande. En ocasiones, se requiere que un amplificador controle un motor o alimente unos altavoces; para este tipo de aplicaciones (donde se tienen grandes corrientes) se hace necesario un amplificador de gran señal .La función principal de los amplificadores de gran señal (conocidos también como amplificadores de potencia) es la de amplificar la potencia de entrada, a diferencia delos amplificadores de pequeña señal, que generalmente amplifican una señal en forma de voltajes. El amplificador de potencia funciona basándose en el principio básico de “convertir” la potencia de corriente continua (tomada de la fuente de energía) en una señal de tensión de corriente alterna que luego es entregada a la carga. Aunque la amplificaciónes grande, la eficiencia de la conversión es generalmente baja. El amplificador ideal debería ofrecer una eficiencia de 100%, sin embargo, esto nunca sucede ya que un poco de la potencia se pierde en forma de calor, además de presentar otras pérdidas relacionadas con la no-linealidad de sus características

1 Clases de amplificadores de gran señal Los circuitos amplificadores de potencia se clasifican según la magnitud su ángulo de flujo Θ,en amplificadores de potencia de tipo A, B, AB y C. El ángulo de flujo es la porción de la señal de entrada durante la cual el amplificador conduce. Este ángulo deflujo tiene una relación cercana con la eficiencia del amplificador. Estas clases de amplificadores van desde una salida casi lineal con eficiencia baja hasta una salida no-lineal pero con alta eficiencia. La eficiencia aumenta de A a C, mientras la linealidad disminuye. Los valores típicos de estos parámetros son dados a continuación: Clase A: eficiencia por debajo de 50% pero una buena reproducción de señal y linealidad. Clase B: casi el doble de eficiente que la clase A, con una eficiencia que ron-da el 70%, ya que el amplificador trabaja solo conduce durante la mitad del ciclo Clase AB: tiene una eficiencia mayor que la clase A, pero menor que la clase B. La reproducción de señal es peor que la de la clase A.


SEÑAL A AMPLIFICAR: Amplificador de voltaje. Un amplificador cuyo voltaje de salida es proporcional a su voltaje de entrada se

conoce como amplificador de voltaje. La señal de entrada es una fuente de voltaje; la salida del amplificador también es una fuente de voltaje. El factor de amplificación se conoce como ganancia de voltaje AV. Este amplificador contiene en su modelo eléctrico una fuente de voltaje controlada por voltaje (FVCV). En la siguiente figura se muestra su representación.

El amplificador esta conectado entre una fuente de voltaje v s y una resistencia de carga RL . Rs es la resistencia de la fuente. Avo es la ganancia en voltaje con la resistencia de carga RL desconectada, y se conoce como ganancia en voltaje a circuito abierto. Ro es la resistencia de salida del amplificador.


Amplificador de corriente o potencia Un amplificador cuya corriente de salida es proporcional a su corriente de entrada, se conoce como amplificador de corriente. Un amplificador de corriente se representa por medio de una fuente de corriente controlada por corriente (FCCC), como se muestra en la figura.

Io = Ai Ii Ai = cte = ganancia de corriente

Ai se denomina ganancia en corriente en corto circuito (o simplemente ganancia en

corriente) con las terminales de salida puestas en cortocircuito. Ri es la resistencia de entrada y Ro es la resistencia de salida.


AMPLIFICADORES DE ACUERDO A SU USO Amplificadores de audio Los amplificadores de audio son bastante antiguos en el mundo de la electrónica, sin embargo no dejan de ser interesantes. Diseñar un amplificador de audio por primera vez puede ser todo un reto, por muy sencillo que parezca el circuito, las salidas de potencia siempre dan problemas y por lo general siempre se termina con un par de transistores quemados y un sonido horrible en la salida.

Este circuito es una configuración de amplificador clase AB, permite hasta 20W de potencia (no se recomienda aumentar más, tiende a producir problemas térmicos en Q1) El circuito presentado ofrece una potencia de aproximadamente 1W, es cuestión de jugar con las resistencias R2 y R1 para variarla. Para incrementar la potencia se puede disminuir el valor de R2, el problema está, en que esto aumenta la corriente de colector de Q1y su temperatura.


Amplificadores RF

Las etapas amplificadoras de RF de un transistor amplifican la señal de RF a un nivelsuficientemente elevado para operar la antena. Son comunes dos tipos de etapas amplificadoras de RF : los amplificadores de voltaje y los amplificadores de poder. Losamplificadores de voltaje preceden a los amplificadores de poder y generalmente sirven para un doble propósito: (1) aíslan o amortiguan la fuente de RF del amplificador de poder para impedir que el último cargue al primero, y (2) suministran una amplificaciónde voltaje para operar el amplificador de poder. Por lo general los amplificadores devoltaje operan como amplificadores de clase A debido a que la linearidad es un factor importante en el propósito para el que sirven.Los amplificadores de poder de RF son las últimas etapas activas antes de la antena detransmisión. Suministran toda la amplificación de potencia necesaria para radiar la señalde RF al espacio. La eficiencia es de importancia primaria en las etapas amplificadorasde poder, ya que toda potencia perdida o no desarrollada significa menos potenciadisponible para la radiación. La mayoría de los amplificadores de potencia de RF operanen clase C debido a que tiene mayor eficiencia que la clase A o la clase B. Losamplificadores clase C están polarizados, de manera que normalmente estén en corte. Laseñal de entrada debe ser suficientemente positiva (suponiendo un transistor NPN) parallevar el amplificador del corte a la conducción. Antes de que la señal de entradacomplete los 180 grados del semiciclo positivo, el amplificador regresa al corte y permanece así durante toda la alternación negativa. La corriente de salida queda enforma de pulso de duración corta, que fluye durante menos de 180 grados de la señal deentrada. Durante este tiempo se entrega energía al circuito de carga. De esa manera, eltransistor está cortado casi todo el tiempo o está operando en la saturación o próximo aella. En el estado de conducción cae poco voltaje a través del transistor. Se sigue que laeficiencia es mejor en la operación en clase C ya que el tiempo de encendido es corto encomparación con el tiempo de apagado, y en el transistor se consume muy poca potencia durante la conducción. Los amplificadores de clase C, utilizados comoamplificadores de poder de RF, generalmente operan a una carga reactiva o sintonizada.El propósito es que la carga pueda suministrar su propia energía mientras el transistor está en corte, especialmente si se desea una onda simétrica de salida. Los circuitosreactivos o sintonizados son los únicos circuitos eléctricos capaces de almacenar energíay entregarla a una carga cuando se quita la fuente de energía.


Circuito de amplificador RF

Ondas del amplificador RF vistas de un osciloscopio


Experimentos AMPLIFICADORES DE AUDIO DE GRAN SEÑAL Problema 1 En el circuito de la figura se utiliza un transistor ideal (VCesat = 0, ICBO = 0), polarizado de modo que permita la excursión máxima de la señal de salida, con excitación senoidal de valor medio nulo. Para una Vcc = 20 V, se requiere calcular: a) Pcc: Potencia de la fuente de alimentación. b) PD: Potencia disipada por el transistor. c) Potencia que entrega la fuente de alimentación cuando se aplica señal. d) Psca: Potencia de salida de señal (potencia útil en la carga) e) Potencia disipada por el transistor para dicha excitación. f) Rendimiento de potencia del circuito: Psca Pcc ç CC = Cuestionario: En condiciones reales: ¿es posible obtener excursiones de señal de eje a eje con amplificadores clase A? ¿Qué características tendría la señal?

Conociendo los rendimientos de conversión y de potencia de diferentes configuraciones ¿qué evaluación de diseño se puede hacer?


Amplificador de Audio


Anexos Amplificador RF


Aplicaciones de amplificadores RF


Bibliografias http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/electronicos2/ http://www.wikipedia.com Ing. José Manuel Glez. RojasNotas de la Clase de Electrónica II ·RUMSEY, Francis & McCORMICK, Tim. Sonido y grabación. Introducción las técnicas sonoras. IORTV. 2004 (2ª edición). http://es.scribd.com/doc/70464222/Amplificadores-de-Gran-Senal

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