Clasificación de amplificadores de potencia
Los amplificadores de potencia amplifican el nivel de potencia de la señal. Esta amplificación se realiza en la última etapa en aplicaciones de audio. Las aplicaciones relacionadas con las radiofrecuencias emplean amplificadores de potencia de radio. Pero eloperating pointde un transistor, juega un papel muy importante en la determinación de la eficiencia del amplificador. losmain classification se realiza en base a este modo de funcionamiento.
La clasificación se realiza en función de sus frecuencias y también en función de su modo de funcionamiento.
Clasificación basada en frecuencias
Los amplificadores de potencia se dividen en dos categorías, según las frecuencias que manejan. Son los siguientes.
Audio Power Amplifiers- Los amplificadores de potencia de audio aumentan el nivel de potencia de las señales que tienen un rango de frecuencia de audio (20 Hz a 20 KHz). También se les conoce comoSmall signal power amplifiers.
Radio Power Amplifiers- Los amplificadores de potencia de radio o amplificadores de potencia sintonizados aumentan el nivel de potencia de las señales que tienen un rango de radiofrecuencia (3 KHz a 300 GHz). También se les conoce comolarge signal power amplifiers.
Clasificación basada en el modo de operación
Sobre la base del modo de funcionamiento, es decir, la parte del ciclo de entrada durante la cual fluye la corriente del colector, los amplificadores de potencia pueden clasificarse como sigue.
Class A Power amplifier - Cuando la corriente del colector fluye en todo momento durante el ciclo completo de señal, el amplificador de potencia se conoce como class A power amplifier.
Class B Power amplifier - Cuando la corriente del colector fluye solo durante el semiciclo positivo de la señal de entrada, el amplificador de potencia se conoce como class B power amplifier.
Class C Power amplifier - Cuando la corriente del colector fluye durante menos de la mitad del ciclo de la señal de entrada, el amplificador de potencia se conoce como class C power amplifier.
Se forma otro amplificador llamado amplificador de clase AB, si combinamos los amplificadores de clase A y clase B para aprovechar las ventajas de ambos.
Antes de entrar en los detalles de estos amplificadores, echemos un vistazo a los términos importantes que deben considerarse para determinar la eficiencia de un amplificador.
Términos que consideran el desempeño
El objetivo principal de un amplificador de potencia es obtener la máxima potencia de salida. Para lograr esto, los factores importantes a considerar son la eficiencia del colector, la capacidad de disipación de energía y la distorsión. Repasemos en detalle.
Eficiencia del colector
Esto explica qué tan bien un amplificador convierte la energía de CC en energía de CA. Cuando el suministro de CC es proporcionado por la batería pero no se proporciona una entrada de señal de CA, la salida del colector en tal condición se observa comocollector efficiency.
La eficiencia del colector se define como
$$ \ eta = \ frac {promedio \: ac \: potencia \: salida} {promedio \: dc \: potencia \: entrada \: a \: transistor} $$
Por ejemplo, si la batería suministra 15 W y la potencia de salida de CA es de 3 W. Entonces la eficiencia del transistor será del 20%.
El objetivo principal de un amplificador de potencia es obtener la máxima eficiencia del colector. Por lo tanto, cuanto mayor sea el valor de la eficiencia del colector, más eficiente será el amplificador.
Capacidad de disipación de energía
Cada transistor se calienta durante su funcionamiento. A medida que un transistor de potencia maneja grandes corrientes, se calienta más. Este calor aumenta la temperatura del transistor, lo que altera el punto de funcionamiento del transistor.
Por lo tanto, para mantener la estabilidad del punto de funcionamiento, la temperatura del transistor debe mantenerse dentro de los límites permitidos. Para ello, el calor producido debe disiparse. Esta capacidad se denomina capacidad de disipación de energía.
Power dissipation capabilityse puede definir como la capacidad de un transistor de potencia para disipar el calor desarrollado en él. Las carcasas de metal llamadas disipadores de calor se utilizan para disipar el calor producido en los transistores de potencia.
Distorsión
Un transistor es un dispositivo no lineal. En comparación con la entrada, se producen pocas variaciones en la salida. En los amplificadores de voltaje, este problema no es predominante ya que se utilizan pequeñas corrientes. Pero en los amplificadores de potencia, como se utilizan grandes corrientes, sin duda surge el problema de la distorsión.
Distortionse define como el cambio de forma de onda de salida de la forma de onda de entrada del amplificador. Un amplificador que tiene menos distorsión, produce una mejor salida y, por lo tanto, se considera eficiente.