Este documento introduce los amplificadores de potencia, clasificándolos según el tiempo que los transistores están encendidos y describiendo sus características, rendimiento y aplicaciones. Explica los amplificadores clase A, B y AB, detallando sus funciones de transferencia, polarización y ventajas/desventajas. Finalmente, analiza la disipación de potencia en los transistores y cómo afecta a su temperatura máxima de funcionamiento.

1. Amplificadores de
Potencia

2. INDICE: Amplificadores de Potencia
1. Introducción:
Definición
Rendimiento
Características
Clasificación
2. Disipación de Potencia en Transistores
3. Amplificador de clase A
4. Amplificador en clase B
5. Amplificador en clase AB

3. Introducción:
Circuito integrado
Vi Vout
Amplificador
Operacional
Etapa de
Potencia
Rangos de tensión y corrientes mas
grandes.
Rangos de tensión y corrientes pequeños.
Transfiere mas potencia hacia a la
carga con niveles aceptables de
distorsión.
Alta ganancia para reducir la no linealidad y
la distorsión.
Puede introducir ganancia extra.
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Amplificadores de Potencia Electrónica Analógica II

4. Introducción: Definición
Amplificador de Potencia
Etapa de salida de un amplificador, cuyo objetivo es entregar la
máxima potencia a la carga, con la mínima distorsión y con
rendimiento máximo, sin sobrepasar ni en las condiciones más
desfavorables de funcionamiento, los límites máximos permitidos de
disipación de potencia de los elementos empleados.

5. Introducción: Eficiencia Rendimiento
Rendimiento
= P /P = potencia en la carga/potencia de entrada de
carga in
la fuente
El rendimiento en los sistemas de potencia afecta a la vida
de las baterías y al coste. Toda la potencia que no se
entrega a la carga se disipa en forma de calor (se pierde)
P -P =P / –P = P (1/-1) = disipación de
i carga carga carga carga
potencia en los componentes

6. Introducción: Características
Etapa de salida
Proporcionan grandes señales de potencia a sus
cargas (altavoz público).
Cuanto menor es , mayor es la disipación y por
tanto el calentamiento.
Otro problema es la distorsión de no linealidad que
se producen en las señales de potencia (grandes)
Los modelos de pequeña señal NO VALEN
 Proporcionan grandes señales de potencia a sus
cargas (altavoz público).

7. Introducción: Clasificación
Clasificación de los amplificadores de potencia:
• Clase A
• Clase B
• Clase AB
• Clase C
• otros …
La clasificación esta dada según:
• la zona de trabajo de los dispositivos de salida.
• forma de onda de la corriente del colector producida por la
entrada de una señal sinusoidal .
Aplicaciones: • Clase A
• Clase B
• Clase AB
Audio
frecuencias
Radio
frecuencias
• Clase C
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8. Introducción: Clasificación
Clasificación de los Amplificadores de Potencia
Se clasifican atendiendo a la fracción de tiempo que están en ON
los transistores del circuito:
o Clase A. Todo el tiempo en ON.
o Clase B. Mitad del tiempo en ON (mayor )
o Clase AB. Más de la mitad del tiempo en ON (menor distorsión).
o Clase C. Pequeña fracción de tiempo (gran , sin distorsión)
o Clase D. Rendimiento muy alto (  100 %)

9. Disipación de Potencia en Transistores
Para el FET
Para el BJT
P = I V
D D DS
P = I V +I V  I V
C CE
D C CE B BE
[PD] = Julios/seg = Watios
La potencia disipada se convierte en calor que puede degradar
los componentes. Se produce un aumento de la temperatura de
acuerdo a la ley:
1
P  (T T )  es la resistencia térmica
JA
D  J A
entre unión y ambiente
JA
T es la temperatura de la unión
J
T es la temperatura del ambiente
A

10. Disipación de Potencia en Transistores
Para una Temperatura ambiente dada y un material fijo,
tendremos una temperatura máxima que puede alcanzar la unión
sin detrimento de su funcionamiento, lo que implica una potencia
máxima que puede aguantar el componente.
IC
P
D1 PD2
SOA
VCE
Cualquier punto por debajo de la hipérbola es un pto. de trabajo
seguro.

11. límite de la unión
10,0
5,0
límite de disipación de potencia
Área de
funcionamiento
seguro
2,0
1,0
0,5
Límite de
avalancha
secundaria
límite de tensión
Figura 10.7. Área de operación segura para un transistor bipolar de potencia 10 A,
100 V, y 50 W..

12. Disipación de Potencia en Transistores
Con un ventilador o un sistema de aire acondicionado se puede
reducir T , con lo que la potencia máxima P puede aumentar
A D, max
PD

JA
T
J, max
TA
Esta es la curva de degradación

13. Generalidades …
P
   x100%
L
Eficiencia del Amplificador ( ) 
PCC
donde:
P = Potencia en la carga.
L
P = Potencia entregada por la fuente
CC
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14. Amplificador de Potencia Clase A
i
C
i
C
Ib
I  
C máx
I
m I
CQ
I
CQ
I  
C mín
t
2 3 4 V
V
CEQ V
V
CE
CE mín
 CEmáx
i  I  I sent I  I
CQ
   360
P V I
m C máx CEQ CQ
C CQ m
• Se polariza en la zona de respuesta lineal.
• Capacidad de responder a señales de cualquier polaridad.
Ventaja
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15. Amplificador de Potencia Clase A
La transferencia de
Emisor común:
potencia a la carga es baja
y circula I por R .
DC L
Por su elevada ganancia se
utilizan como excitadores
de la etapa de salida en CI.
 = 25%
A ideal
Desventaja
• Disipa potencia con Vi=0
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16. Amplificador de Potencia Clase A
Acoplado con transformador:
Máxima transferencia de
potencia a RL.
Vo
 = 50%
A ideal
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17. AMPLIFICADOR CLASE A

18. FUNCION TRANSFERENCIA

19. AMPLIFICADOR CLASE A
IDEAL
(b) Diagrama simplificado
Figura 10.11 (a) Etapa de salida en seguidor de emisor.

20. AMPLIFICADOR CLASE A
REAL
(a) Diagrama de circuito que muestra los
detalles del generador de corriente

21. FUNCION DE TRANSFERENCIA DEL
AMPLIFICADOR CLASE A

22. Amplificador de Potencia Clase B
Con simetría complementaria:
Q1 en ON
Q2 en OFF
Sí: Vi>0
Q1 en OFF
Q2 en ON
Sí: Vi<0
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23. Amplificador de Potencia Clase B
i
C
i  I sent
C m
I
m
 180
t
2 3 4
• Se polariza en el extremo de la zona de respuesta lineal.
• Capacidad de responder a señales de determinada polaridad.
• No hay disipación de potencia con Vi = 0.
• Necesita de etapa complementaria para dar una salida bipolar.
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24. FUNCION DE TRANSFERENCIA DEL
AMPLIFICADOR CLASE B

25. SEÑAL DE SALIDA DISTORSIONADA DEL
AMPLIFICADOR CLASE B

26. AMPLIFICADOR CLASE AB
AL AÑADIR LAS FUENTES DE TENSION DE POLARIZACION,
SE REDUCE LA DISTORSION DE CRUCE POR CERO

27. AMPLIFICADOR CLASE AB
REAL

28. POLARIZACION AMPLIFICADOR CLASE AB
Al ser la misma la corriente inversa de las uniones de los
diodos y de los transistores, tendremos que:
las corriente de emisor de los transistores son la mismas que
las corrientes de los diodos.

29. PARA QUE LA TENSION VO SEA NULA, LA TENSION DE
BASE DE LOS TRANSISTORES HA DE SER:
LAS RESISTENCIAS HAN DE SER IGUALES

30. AMPLIFICADOR COMPLEMENTARIO DE CLASE B QUE
UTILIZA TRANSISTORES EN CONFIGURACION
DARLINGTON

31. ETAPA DE SIMETRIA SEMICOMPLEMENTARIA DE
CLASE B, QUE UTILIZA TRANSISTORES NPN PARA
AMBOS DISPOSITIVOS PRINCIPALES DE SALIDA

32. FIN