Este documento describe la construcción y análisis de un amplificador clase AB. Se ensambló un circuito en un protoboard usando varios componentes electrónicos como transistores, diodos y capacitores. Se midieron las señales de salida a diferentes frecuencias y se compararon los resultados experimentales con simulaciones. Los resultados experimentales mostraron una disminución de la ganancia a frecuencias mayores a 1 kHz, mientras que las simulaciones no lo hicieron.

1. Universidad Autonoma de Baja California
.
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AMPLIFICADOR CLASE AB
Marcos Marcos Fernando
e-mail: fmarcos@uabc.edu.mx
RESUMEN: Se armo un amplificador AB, y
además se analizo el funcionamiento de cada uno de los
componentes que la conforman, además de ver la
respuesta del circuito al cambio frecuencial.
1 INTRODUCCIÓN
Los amplificadores son indispensables en cualquier
sistema de comunicaciones, al igual que los filtros, los
osciladores, los mezcladores, etc. En el caso de un
transmisor cuya señal de entrada es de unos pocos
miliwatts y es necesario que suministre a la antena una
señal de varios Kw, es evidente que la señal tiene que
amplificarse hasta conseguir el nivel de potencia de
salida requerido.En un receptor al que la antena entrega
una señal del orden de picowatts (10-12 w), debe
producir una señal de salida con potencia suficiente para
excitar, por ejemplo a un altavoz, también es
indispensable amplificar la señal varios órdenes de
magnitud.En principio,los amplificadores deben cumplir
con la condición de transmisión sin distorsión, por lo
menos en la banda de paso de interés y, por
consecuencia, deben ser lineales en el sentido de que
sólo pueden modificar la amplitud de la señal sin
cambiar su forma de onda.
La función principal de cualquier amplificador es
aumentar el nivel de voltaje, corriente o potencia de una
señal de entrada, convirtiendo la potencia suministrada
por una fuente de alimentación en potencia útil de señal
a la salida. La relación entre esta potencia útil y la
potencia suministrada por la fuente se define como
eficiencia del amplificador. La energía de la fuente no
convertida en señal útil se pierde en forma de calor y por
ello, es necesario extraer de alguna forma el calor
generado que, de otra forma, haría aumentar la
temperatura de los componentes electrónicos del
amplificador hasta destruirlos o dañarlos
permanentemente. Este es un aspecto de gran
importancia en el diseño de, prácticamente, cualquier
circuito electrónico.
2 TEORIA
Un amplificador de potencia convierte la potencia
de una fuente de corriente continua (Polarización VCC
de un circuito con transitores), usando el control de una
señal de entrada, a potencia de salida en forma de
señal.Si sobre la carga se desarrolla una gran cantidad
de potencia, el dispositivo deberá manejar una gran
excursión en voltaje y corriente.
Los puntos de operación deben estar en un área
permitida de voltaje y corriente que asegure la máxima
disipación, (SOA, Safe Operating Area). Se deben
considerar los voltajes de ruptura y efectos térmicos
permitidos en los dispositivos de estado sólido,
considerar las características no lineales en el
funcionamiento y usar los parámetros para gran señal
del dispositivo.
Existen cuatro clasificaciones básicas de
amplificadores de potencia: A, AB, B y C. En clase A, el
amplificador está polarizado de tal forma que la corriente
por el colector fluye durante el ciclo completo de la señal
de entrada. Para clase AB, la polarización del
amplificador es de tal forma que la corriente de colector
solamente fluye para un lapso menor a los 360º y mayor
a los 180º de la onda correspondiente.
Para el funcionamiento en clase B, la corriente IC
fluirá solo durante 180o de la onda de entrada.
Finalmente, para funcionamiento en clase C, el
dispositivo conducirá durante un periodo inferior a los
180o correspondiente a la onda de entrada. La Fig. ,
muestra el comportamiento de los distintas clases.
Los amplificadores tipo AB y B usan
configuraciones transistorizadas llamadas push-pull.
Cada uno de estos amplificadores posee características
de eficiencia y distorsión distintos, por lo cual, sus
aplicación será a distintas áreas.
Clase AB
Este tipo de amplificadores trata de corregir la
distorsión de cruce recurriendo al montaje en contrafase
mediante diodos,situando el punto de de polarización en
el umbral de conducción, y produciéndose por tanto, un
empeoramiento del rendimiento respecto a la clase B, ya
que se consume la potencia necesaria para dicha
polarización en reposo. En este caso, si se aplica a la
entrada una señal senoidal,la señal de salida será cero
en un intervalo de tiempo inferior a medio periodo.
3 DESARROLLO
Los siguientes componentes electrónicos y equipo
son necesarios para realizar la práctica
- 1 Resistencia 19.1 KΩ
- 2 Resistencia 2.94 KΩ
- 1 Resistencia 220 Ω
- 1 Resistencia 880 Ω
- 1 Resistencia 41.1 KΩ
- 2 Resistencia 0.47 Ω
- 2 Resistencia 440 Ω
- 3 Capacitores de 10 μF
- 1 Capacitor de 590 μF
- 3 Transistores 2N2222A
- 2 Transistores 2N3055A
- 1 Transistor 2N3905
R3

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2
- 3 Diodos 1N4148
- Osciloscopio
- Generador de Funciones.
- Protoboard.
- Cable y pinzas peladoras.
Procedimiento
El siguiente circuito se ensamblo en nuestro
protoboard.
Figura 1. Amplificador clase AB
El circuito armado es el siguiente
Figura 2.
La señal de entrada es la mostrada en la Figura 3.
Figura 3.
El osciloscopio se conecto a la salida del transistor
Q1 en C2, y se obtuvo una señal de salida amplificada
(Ver Figura 4).
Figura 4.
Lo siguiente consistió en realizar la medición en el
transistor Q5.
Figura 5
Las señales de salida medidas con el cambio de
frecuencia se pueden apreciar a continuación (Figuras 6,
7, 8 y 9).
A 100 Hz
Figura 6.
A 10 kHz
Figura 7.
Se puede apreciar que la señal de salida se atenúa
cuando la señal de entrada cambia de una frecuencia de
10 kHz A 100 kHz.
V1
500 Vpk
1kHz
0°
R1
0.47Ω
C1
10µF
Q2
2N2222A
Q34
2N3055A
R2
2.94kΩ
Q1
2N2222A
R3
220Ω
R4
19.1kΩ
R5
880Ω
C2
10µF
R6
2.94kΩ
R7
440Ω
R8
41.1kΩ
D1
1N4148
C3
590µF
D2
1N4148
D3
1N4148
R9
440Ω
Q6
2N3905
Q58
2N2222A
C4
10µF
Q5
2N3055A
R10
0.47Ω
V2
12 V
V3
12 V

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3
A 100 kHz
Figura 8.
A 1 MHz
Figura 9.
4 DATOS EXPERIMENTALES Y DATOS
CALCULADOS
Tabla 1. Medición de la salida del transistor Q1 en C2 a
un 1kHz.
Practica Simulación
Q1 2.72 Vpp 2.94 Vpp
Tabla 2. Mediciones de voltaje realizadas en transistores
Q4 Y Q5
Practica Simulación
Q4 276 mVpp 2.19 mVpp
Q5 2.48 Vpp 2.88 Vpp
Tabla 3. Mediciones de Ganancia de Voltaje del
Amplificador (En transistor Q5)
Frec. Practica Simulación
1 Hz 416 mVpp 3.19 mVpp
100 Hz 2.56 Vpp 2.88 Vpp
10 kHz 2.5 Vpp 2.87 Vpp
100 kHz 2,42 Vpp 2.88 Vpp
1 MHz 2,02 Vpp 2,88 Vpp
Tabla 4. Mediciones de Ganancia de Voltaje en
decibeles del Amplificador (En transistor Q5)
Frec. Practica Simulación
1 Hz -7.62 dB -49.9 dB
100 Hz 8.16 dB 9.19 dB
10 kHz 7.96 dB 9.16 dB
100 kHz 7.68 dB 9.19 dB
1 MHz 6.11 dB 9.19 dB
Grafica 1. Grafica de Ganancia (dB) de Voltaje vs
Frecuencia (Practica)
Grafica 2. Grafica de Ganancia (dB) de Voltaje vs
Frecuencia (Simulación)
5 ANALISIS DE RESULTADOS
5.1 Discusión de la precisión y exactitud de
las mediciones.
Los resultados obtenidos se pueden ver en las
tablas 1, 2 y 3, nos podremos percatar que los
resultados tienen variaciones de hasta 400 milivolts con
respecto a la simulación realizada, pero no es razón
suficiente para dar por hecho que la práctica no se
realizo de manera correcta.
5.2 Análisis de los posibles errores de
medición.
Se puede decir que no se realizaron mediciones
erróneas,todas las diferencias en los resultados fueron
debido a cambios generados en el circuito.
-10
-5
0
5
10
1 100 10000 1000000
GanaciadeVoltaje(dB)
Frecuencia (Hz)
-60
-40
-20
0
20
1 100 10000 1000000
GananciadeVoltaje(dB)
Frecuencia (Hz)

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4
5.3 Descripción de cualquier resultado
anormal.
La ganancia de nuestro circuito disminuyo
conforme la frecuencia alcanzaba rangos mayores a
1kHz, y en la simulación no se obtenían estos
resultados, al contrario, la ganancia se mantenía
constante.
5.4 Interpretación de los resultados
No se esperaban obtener resultados muy precisos,
ya que los componentes que se utilizaron para armar
nuestro circuito no fueron ideales, quizá haya sido
posible con potenciómetros de precisión, pero no se
contaban con tales componentes a la mano. Además
surgieron varios detalles al momento encender nuestro
circuito, los transistores de potencia se calentaron
demasiado, y es claro, que estos cambios de
temperatura afectan en su funcionamiento, además los
cambios en los valores de resistencias provocaron que
las corrientes de base y colector cambiaran, causando
un cambio en el punto Q de operación de los
transistores, y es razonable pensar que esta es una de
las otras razones por la cuales se obtuvieron tales
resultados.
6 APENDICE
1. Explique el funcionamiento de un Amplificador
Clase AB
Los amplificadores de clase AB son casi
iguales a los de clase B, ya que al igual que estos
tienen dos transistores de salida. Sin embargo, los
amplificadores de clase AB difieren de los de clase
B en que tienen una pequeña corriente libre
fluyendo del terminal positivo al negativo incluso si
no hay señal de entrada. Esta corriente libre
incrementa ligeramente el consumo de corriente,
pero no se incremente tanto como para parecerse
a los de clase A. Esta corriente de libre incluso
corrige casi todas las no linealidades asociadas
con la distorsión del filtro. Estos amplificadores se
llaman de clase AB en vez de A por que con
señales grandes,se comportan como los de clase
B, pero con señales pequeñas,se comportan como
los de clase A.
Figura 10. Amplificador clase AB cuasi-
complementario
2. Del diagrama de la práctica cual es la función
de Q2.
La Figura muestra las señales obtenidas del
transistor Q1 y Q2, con color amarillo y azul
respectivamente.
Figura 11.
De acuerdo a lo obtenido, se puede observar
claramente la función del transistor Q2, es cuál es
desfasar 90º la señal obtenida de la salida del
transistor Q1 en C2, no se podría decir que este
transistor amplifica la señal, porque no lo hace, la
amplitud reduce de manera insignificativa.
3. Determine la ganancia del par darlintong.
4. Describa la función de los diodos D1, D2, D3.
Estos se están usando para reducir lo efectos de
las variaciones de parámetros en la localización del
punto Q de los transistores. Estos cambios se
generan por los cambios de temperatura y pues es
claro que se usen en este caso, porque este tipo de
amplificadores generan altos cambios de
temperatura y se pudo observar en la práctica.
5. Determine la reactancia Capacitiva de C1, C2,
C3.
La reactancia de un capacitor esta dado por la
siguiente ecuación:
𝑋 𝐶 = 1/2𝜋𝑓𝐶
Entonces la reactancia va a variar de acuerdo a la
variación de la frecuencia.
Tabla 4. Calculo de reactancia en capacitor de
10uF
Frec. (Hz) Reactancia (Ω)
1 15915,8827
100 159,158827
10000 1,59158827
100000 0,15915883
1,00E+06 0,01591588
6. Explique que la pasa a la Corriente de Colector
en Q2.
Con el cambio frecuencia la corriente no sufre
cambios significativos,se mantiene casi constante.
7. Que le pasa a la ganancia conforme aumenta la
frecuencia.
Conforme se aumentaba la frecuencia en la
simulación se pudo observar que la ganancia
aumentaba hasta cierto punto (a los 100 Hz) y

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después se mantenía constante, pero en la
práctica surgieron algunos detalles, la ganancia
aumentaba hasta los 100 Hz, pero de ahí en
adelante, la ganancia empezó a disminuir (Ver
tabla 3).
8. Determine como varia la Corriente de Colector,
si se incrementa la frecuencia a 100 Khz.
En la práctica la corriente en el colector disminuye
al pasar de 1kHz a los 100 Khz, pero en la
simulación esta se mantiene constante.
9. Que aplicación práctica le darías a este
amplificador.
Etapas de gran potencia.
Utilizados en audio sistemas debido a su buena
calidad de sonido y además por su buen
rendimiento.
10. Explica que sucedería si se cambian los valores
de C1 y C2.
Si disminuimos el valor de un capacitor mientras
que a al otro lo dejamos fijo, la señal y tanto la
corriente de salida disminuyen, cuando los dos
capacitores sobre pasan el valor de 1uF, la señal
de salida se mantiene igual, o por lo menos más
estable, porque en la práctica siempre suelen
haber variaciones.
7 CONCLUSION
Fue posible desarrollar la práctica,pero sucedieron
detalles, los componentes necesarios para elaborar la
práctica no eran posibles conseguirlos, ya que tenían
valores un tanto fuera de los comunes, así que se
tuvieron que usar resistencias con diferencias de hasta
300 Ohms o hasta mas y también tomando en cuenta
sus tolerancias, pues el circuito elaborado no podría
funcionar de forma tan optima como el deseado, pero
aun así podríamos decir que se obtuvieron resultados un
tanto parecidos a lo teórico o simulado y esto se puede
observar en los resultados obtenidos, aunque también
se pueden notar los detalles surgidos en la práctica. De
acuerdo a los resultados obtenidos se puede observar
que el circuito efectivamente amplifica la señal de
entrada, y se puede observar que la ganancia varía de
acuerdo a la variación de la frecuencia,con lo resultados
obtenidos se concluyo con los datos obtenidos que la
ganancia de voltaje aumenta en el rango de 1 a 1kHz
aproximadamente,y esta disminuye al sobre pasar este
rango de frecuencia, aunque en las simulación la
ganancia se mantenía constante al pasar de esta
frecuencia (1 kHz), los resultados obtenidos
experimentalmente fueran sido más semejantes a los
obtenidos en la simulación si los componentes utilizados
para armar el circuito fueran sido medidos (Resistencias)
y fueran sido especificado tal cual en la simulación, pero
no se realizo, para obtener resultados más semejantes,
es recomendado que se realice esto.
8 BIBLIOGRAFIA
Boylestad,Robert L., Nachelsky, Louis,Electrónica:
Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Pearson
Educación, México, 2009, ISBN: 978-607-442-292-4,
Ingeniería.
http://146.83.206.1/~jhuircan/PDF_CTOI/AP01.pdf