semana 5- laboratorio de electrónica y telecomunicaciones ii
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Mg. Ing. Oscar Dall’Orto Gates
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES II
Módulo: 1 Unidad: 3 Semana: 5
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AMPLIFICADORES DE POTENCIA
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ORIENTACIONES
-ESCUCHAR ATENTAMENTE LA TUTORIA
- PARA INTERVENIR Y HACER PREGUNTAS
LEVANTAR LA MANO
-INGRESAR CON SUS APELLIDOS Y NOMBRES,
NO CON SEUDÓNIMO.
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AMPLIFICADORES DE POTENCIA
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Son los circuitos que se encargan de suministrar la potencia
necesaria a la carga para su funcionamiento correcto y tiene
ganancia de tensión y ganancia de corriente y por lo tanto ganancia
de potencia.
Clasificación:
1.- De acuerdo a la frecuencia que van a trabajar.
1.1.- De baja frecuencia (amplificadores de audio frecuencia o
amplificadores BF.
1.2- De alta frecuencia (amplificadores de RF).
2.- Según su ángulo de conducción.
2.1.- AMPLIFICADORES DE CLASE A: Cuando la corriente de salida funciona todo el periodo de la señal de entrada. (360°)
2.2.- AMPLIFICADORES DE CLASE B: Cuando el transistor
amplificador conduce en su salida 180°.
2.3.-AMPLIFICADORES DE CLASE C: Cuando conducen menos
de 180°.
2.4.-AMPLIFICADORES DE CLASE D: Trabaja en conmutación.
AMPLIFICADORES DE POTENCIA
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CLASE A AB B C D
CICLO DE
OPERACIO
N
360° 180° A 360° 180° MENOS DE
180°
Operación
en
conmutación
Eficiencia de
la potencia
25% a 50% Entre 50% y
78.5%
78.5% 90% 99%
3.-COMPARACION DE CLASES DE AMPLIFICADORES
Los amplificadores de potencia AF y los de RF son similares en su
modo de operación.
RENDIMIENTO:
η =rendimiento = (Potencia de salida/Potencia de alimentación)=
PAC /PDC
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4.-POTENCIA PROMEDIO SE CALCULA COMO:
Para DC: P = VI = I2.R = V2/R.
Para AC:
0
P = (1/T)ʃv(t)i(t)dt
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5.-Derivación de algunas formulas para un amplificador de potencia de BF,
obtenidas del libro Electrónica: Teoría de circuitos y Dispositivos Electrónicos
de Robert L. Boylestad y Louis Nashelsky editorial Pearson, página 672.
AMPLIFICADOR DE CLASE A CON RESISTOR DE BASE Y CARGA RL:
IB = ( VCC - 0.7)/ RB…………………………….1
Ic =βIB…………………………………………...2
Vcc
Rb
RL
VCE =VCC – Ic.RL…………………………….….3
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Potencia
Pi(DC) = VCCICQ Potencia de entrada ……………..4
Potencia de salida:
Señales rms, Potencia de AC aplicada a la carga RL:
Po(AC) = VCE(RMS)IC(RMS) ……………………….….5.1
Po(AC) = Ic2(rms). RL…………………………….5.2
Po(AC) = Vc2(rms)/RL……………………….…….5.3
Mediante señales pico:
Po(AC) =( VCE(p). Ic(p))/ 2………………..6.1
Po(AC) = Ic2(p).RL/2 ………………………6.2
Po(AC)= V2CE (p)/ 2RL……………………..6.3
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Mediante señales pico a pico
Po(AC)= VCE(pp)Ic(PP)/8………..…7.1
Po(AC)=I2(pp).RL/8…………………7.2
Po(AC)= V2CE(pp)/8R………………7.3
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AMPLIFICADOR DE CLASE A
Punto de operación en el centro
De la recta de carga AC.
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Amplificador de simetría complementaria
El amplificador de simetría complementaria se denomina así, porque está constituido
por dos transistores complementarios, uno NPN y el otro PNP:
Circuito y funcionamiento básico:
En la figura se muestra la configuración básica de un amplificador de simetría
complementaria.
Cuando la señal de entrada es el semiciclo positivo, el voltaje en la base de Q1 es
mayor que en el colector, por lo que el transistor Q1 conduce y el transistor Q2 no conduce porque está polarizada inversamente su unión emisor base.
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Este tipo de amplificador de potencia presenta una distorsión de cruce
(cross over) debido a la no linealidad del transistor y esto se debe a la
tensión umbral que presenta las uniones base emisor. Entonces la salida no
es una sinusoide perfecta si no que presenta una distorsión. Ver figura.
FIGURA Distorsión de cruce en un amplificador de
simetría complementaria clase B
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Amplificador de clase AB.
En este tipo de amplificador el transistor conduce más de 180° pero menos de 360°.
FIGURA . Amplificadores en clase AB
En la figura se muestra tres variantes del amplificador de clase AB, por divisor de voltaje y con diodos.
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La potencia entregada por la fuente, la potencia entregada a la carga y la potencia
consumida por los transistores es:
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Amplificador de simetría cuasi-complementaria
Los amplificadores de simetría cuasi complemetaria se caracterizan por tener
dos transistores de salida del mismo tipo (ya sea PNP ó PNP) y estos a su vez
son excitados por una etapa de simetría complementaria.
Los transistores Q1 y Q3 forman una configuración Darlington con la carga
conectada en el emisor (seguidor emisivo), la cual se caracteriza por tener gran
impedancia de entrada y elevada ganancia de corriente ( ver figura 3.17)
Los transistores Q2 y Q4 forman una configuración de transistor PNP simulado,
la cual se caracteriza por su elevada ganancia de corriente (ver figura 3.17)
Estas configuraciones actualmente se utilizan en los circuitos integrados.
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+
-entrada
Vi
R2
RL
C3
Vcc
Q4
C2
C1
R3
R1
Q2
par darlington
Q3
Q1
AMPLIFICADOR DE SIMETRIA CUASICOMPLEMENTARIA
FIGURA 3.17
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CONCLUSIONES Y/O ACTIVIDADES DE
INVESTIGACIÓN SUGERIDAS
VER CARACTERÌSTICAS DE AMPLIFICADORES DE
AUDIO EN CIRCUITOS INTEGRADOS
POR EJEMPLO DE 100 W, 50W, …
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GRACIAS