Amplificadores de potencia: configuraciones push-pull, Darlington y simetría complementaria

Tipos de Amplificadores de Potencia

Simetría Complementaria

Un amplificador de simetría complementaria posee dos transistores complementarios: uno NPN y otro PNP. A la base de ambos ingresa la misma señal a amplificar, y cada uno amplifica un semiciclo. Cuando T1 está en conducción, T2 está en corte, y viceversa.

Push-Pull

La función del driver en un push-pull es dividir la señal de entrada en dos mediante un transformador, de manera que estén en fase y contrafase.

Configuración Darlington

La configuración Darlington permite controlar corrientes altas debido a la utilización de dos transistores en cascada. Los valores de Beta (β) se multiplican. Se utiliza en amplificadores de potencia.

Configuración Cuasicomplementaria

Se utiliza para amplificar circuitos de potencia. Permite igualar las impedancias de ambas mitades y las corrientes a controlar, aumentando el valor de Beta (β) y su ganancia.

Push-Pull con Sistema Transistorizado

En un push-pull, el driver se reemplaza por un sistema transistorizado para lograr una señal que esté desfasada con la entrada y otra en fase, evitando la distorsión producida por el ciclo de histéresis y el tamaño de los transformadores.

Simetría Complementaria con Diodos

En un amplificador de simetría complementaria, se colocan diodos para asegurar el mínimo nivel de polarización en la unión base-emisor (BE) y, si se utiliza una resistencia, garantizar un punto Q estable. Posee dos transistores, uno NPN y otro PNP, para polarizar cada semiciclo.

Amplificador Clase C vs. Clase A

Un amplificador Clase C no se considera un cuadripolo porque distorsiona la señal y no cumple las condiciones fundamentales de linealidad, mientras que un Clase A es lineal y no distorsiona la señal.

Consideraciones Adicionales

Efecto de un Capacitor en Paralelo con RE

Si existe una resistencia RE conectada al emisor de un amplificador, no se toma en cuenta si se le conecta también un capacitor en paralelo, ya que la reactancia capacitiva es muy pequeña y el elemento resistivo presenta poca oposición. Se toma en cuenta si está solo, porque provoca una caída de tensión en corriente alterna (C.A).

Condición de Resonancia en un Circuito Sintonizado Serie

La condición de un circuito sintonizado serie en resonancia es que tanto la bobina como el capacitor adquieren los mismos valores de reactancia, y la impedancia (Z) es igual a la resistencia (R), ya que se elimina la parte imaginaria.

Ventajas de la Simetría Complementaria con Configuración Push-Pull

• No requiere transformador de salida gracias a los transistores.
• Menor pérdida de energía por corrientes parásitas.
• Eliminación del ciclo de histéresis.
• Eliminación del transformador de carga.

Definición de Cuadripolo

Un cuadripolo es todo circuito lineal bilateral activo que posee dos terminales de entrada y dos de salida.

Fuente de Tensión en Circuito Equivalente en Parámetros H

La fuente de tensión de un circuito equivalente en parámetros H se simplifica debido a que dicha fuente no genera ganancia.

Relación entre Factor de Calidad y Circuito Resonante

La relación entre el factor de calidad (Q) y un circuito resonante es que, al influir en el ancho de banda (AB) del circuito, cuando Q aumenta, el ancho de banda disminuye, afectando también su respuesta en frecuencia.

Factor de Calidad en un Circuito Resonante

El factor de calidad de un circuito resonante dependerá del Q de la bobina, ya que esta presenta más pérdidas (Foucault, etc.).

Importancia de los Circuitos Sintonizados

Los circuitos sintonizados tienen una pequeña relación con el ancho de banda (AB) de un amplificador, ya que este determina el AB de acuerdo a los valores de reactancia capacitiva (Xc) y reactancia inductiva (Xl) que posee el circuito, y al factor de calidad (Q) del mismo. El ancho de banda será mayor o menor.

Realimentación

Realimentación

La realimentación toma parte de la salida y la integra a la entrada.

Realimentación Positiva

Debe estar en fase con la señal de entrada. Aumenta la ganancia del circuito, pero lo hace más inestable.

Realimentación Negativa

Debe estar en contrafase con la entrada. Estabiliza el circuito y su ganancia. El circuito funciona de manera más lineal, mejora la respuesta en frecuencia, aumenta la impedancia y reduce el ruido.