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1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, INFORMÁTICA Y
MECÁNICA
Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica
Laboratorio de Circuitos Electrónicos 2
Proyecto
Presentada por:
Est. Watner Ochoa Núñez 171174
Docente:
Prof. Rossy Uscamaita Quispetupa
CUSCO – PERÚ
2021
Amplificador de audio clase AB
2
DEDICATORIA
A Dios por verme y guiarme con su espiritualidad.
A mi madre, su amor ilimitado.
A mi familia por la unidad que persevera.
A mi docente de la asignatura de Laboratorio de Circuitos
Electrónicos 2.
3
Índice
1. Resumen.............................................................................................................................. 4
2. Introducción ........................................................................................................................ 4
3. Marco teórico ...................................................................................................................... 5
3.1. Amplificadores de potencia:...................................................................................... 5
3.2. Eficiencia de un amplificador:................................................................................... 6
3.3. Amplificador clase A alimentado en serie:................................................................ 7
3.5. Amplificador clase AB: ........................................................................................... 11
3.6. Amplificador Darlington/Darlington complementário clase AB: ........................... 12
3.7. Amplificadores clase C:........................................................................................... 12
3.8. Amplificadores clase D: .......................................................................................... 13
3.9. Disipadores de calor: ............................................................................................... 13
4. Etapas de amplificador de audio clase AB........................................................................ 14
4.1. Etapa diferencial:..................................................................................................... 14
4.2. Etapa de ganancia en voltaje: .................................................................................. 14
4.3. Etapa de salida:........................................................................................................ 14
5. Diseño del amplificador de audio clase AB...................................................................... 14
5.1. Análisis en DC: Los capacitores se comportan como circuito abierto. ................... 15
5.1.1. La etapa diferencial:............................................................................................ 15
5.1.2. Etapa de ganancia en voltaje:.............................................................................. 15
5.1.3. Etapa de salida: ................................................................................................... 16
5.2. Análisis en AC: Los capacitores se comportan como circuito cortocircuito........... 17
5.2.1. Análisis de la etapa diferencial: .......................................................................... 18
5.2.2. Análisis de la etapa de ganancia de voltaje:........................................................ 20
5.2.3. Análisis de la etapa de preamplificador de voltaje: ............................................ 21
5.2.4. Análisis de la etapa de potencia:......................................................................... 22
6. Simulación......................................................................................................................... 22
7.1. Corriente continua: .................................................................................................. 22
7.2. Corriente alterna: ..................................................................................................... 23
7.3. Resultado de la simulación ...................................................................................... 23
7. Construcción en físico:...................................................................................................... 26
8. Conclusiones ..................................................................................................................... 28
9. Bibliografía ....................................................................................................................... 29
4
1. Resumen
En este proyecto se presenta el diseño de un amplificador de audio clase AB, para ello
se consideró los amplificadores de potencia clase AB y también los conceptos de am-
plificador diferencial, amplificador en emisor común, amplificadores en cascada y am-
plificadores con retroalimentación negativa, por lo que el objetivo que se persigue con
esta proyecto es realizar el diseño de un amplificador de audio clase AB, también se
hizo uso de simuladores como Multisim, para comprobar y validar nuestro diseño.
Palabras Claves:
Amplificador, Potencia, Amplificador diferencial, Retroalimentación
2. Introducción
En el presente proyecto se describen los fundamentos básicos de los amplifi-
cadores de potencia para audio. Estos conceptos se aplican en el diseño y
construcción de un amplificador de potencia. Por emplear componentes bá-
sicos y no hacer uso de ningún circuito integrado puede ser considerado
como un buen amplificador didáctico donde se visualizan los fundamentos
básicos de la amplificación de audio.
También se comenta el diseño y construcción del circuito. El montaje se ha
realizado obteniendo muy buenos resultados a niveles teóricos, experimen-
tales y didácticos.
5
3. Marco teórico
3.1. Amplificadores de potencia:
Para los amplificadores de pequeña señal, los principales factores son, por lo general,
la linealidad de la amplificación y la magnitud de la ganancia. Dado que el voltaje y
la corriente de la señal son pequeños en un amplificador de pequeña señal, la magni-
tud de la capacidad de manejo de potencia y la eficiencia de potencia no son cuestio-
nes de consideración.
Por el otro lado, los amplificadores de señales grandes o de potencia, proporcionan
principalmente potencia suficiente a una carga de salida para activar una bocina
o algún otro dispositivo de potencia, con frecuencia, en magnitudes de algunos
watts o de decenas de éstos.
Las principales características de un amplificador de gran señal son la eficiencia
de potencia del circuito, la máxima cantidad de potencia que es capaz de manejar
el circuito y el acoplamiento de impedancia con el dispositivo de salida.
Un método utilizado para clasificar amplificadores es mediante su clase. Básica-
mente, las clases de amplificador representan el grado con el que varía la señal de
salida durante un ciclo de operación, para un ciclo completo de la señal de entrada.
Figura 1. Amplificadores de potencia.
Las clases de amplificadores de potencias son:
• Clase A: La señal de salida varía a lo largo de los 360° del ciclo. La figura
2.la muestra que esto requiere que el punto Q se polarice a un nivel de modo
que cuando menos la mitad de la excursión de la señal de salida pueda variar
hacia arriba y hacia abajo sin que llegue a ser un voltaje suficientemente alto
como para ser limitado por el nivel de alimentación de voltaje, o demasiado
bajo como para que se aproxime al nivel de alimentación bajo, o 0 V en esta
descripción.
• Clase B: Un circuito clase B proporciona una señal que varía durante la mitad
del ciclo de la señal de entrada, o durante 180° de la señal, como se muestra
en la figura 2.1b. El punto de polarización de cd de la clase B es por consi-
guiente de 0 V, con la salida que varía entonces a partir de este punto de
6
polarización durante medio ciclo. Obviamente, la salida no es una reproduc-
ción fiel de la entrada si sólo hay un semiciclo. Se requieren dos operaciones
de clase B: una para que proporcione una salida en el semiciclo de salida
positiva y la otra para que haya operación en el semiciclo de salida negativa.
Entonces, los semiciclos combinados proporcionan salida durante los 360° de
operación. Este tipo de conexión se conoce como operación equilibrada
(push-pull). Observe que la operación B por sí misma crea una señal de salida
muy distorsionada, puesto que la reproducción de la entrada ocurre durante
sólo 180° de la excursión de la señal de salida.
• Clase AB: Un amplificador se puede polarizar a un nivel de cd sobre el nivel
de corriente de base cero de la clase B y por sobre la mitad del nivel de voltaje
de alimentación de la clase A; esta condición de polarización es la clase AB.
No obstante, la operación clase AB requiere una conexión push-pull para lo-
grar un ciclo completo de salida, pero el nivel de polarización de cd suele
estar más cerca del nivel de corriente de base cero para una mejor eficiencia
de la potencia. Para la operación clase AB, la excursión de la señal de salida
ocurre entre 180° y 360° y no es ni operación clase A ni operación clase B.
• Clase C: La salida de un amplificador clase C se polariza para que opere a
menos de 180° del ciclo y funcionará sólo con un circuito sintonizado (reso-
nante), el cual proporciona un ciclo completo de operación a la frecuencia
sintonizada o resonante. Por consiguiente, esta clase de operación se utiliza
en áreas especiales de circuitos sintonizados, como radio o comunicaciones.
• Clase D: Esta clase de operación es una forma de un amplificador que utiliza
señales de pulsos (digitales), las cuales se activan durante un intervalo corto
y se desactivan durante un intervalo más largo. La aplicación de técnicas di-
gitales permite obtener una señal que varíe durante el ciclo completo (me-
diante circuitos de muestreo y retención) para recrear la salida de muchas
piezas de la señal de entrada. La ventaja principal de la operación clase D es
que el amplificador se “activa” (utilizando potencia) sólo durante intervalos
cortos y la eficiencia total puede ser prácticamente muy alta.
3.2. Eficiencia de un amplificador:
La eficiencia de potencia de un amplificador, definida como la relación entre la
potencia de salida y la potencia de entrada, mejora (se hace mayor) cuando va de
la clase A a la clase D. En términos generales, vemos que un amplificador clase A,
con polarización de cd a la mitad del nivel del voltaje de alimentación, utiliza bas-
tante potencia para mantener la polarización, incluso sin señal de entrada aplicada.
Lo anterior da como resultado una eficiencia muy pobre, en especial con señales de
entrada pequeñas, cuando se suministra muy poca potencia de cd a la carga.
En realidad, la eficiencia máxima de un circuito de clase A, la cual ocurre durante la
excursión de corriente y voltaje máxima, es de sólo 25% con una conexión de carga
directa o alimentado en serie, y de 50% con una conexión de transformador con la
carga. Se puede demostrar que la operación clase B con potencia de polarización de
7
cd, sin señal de entrada, proporciona una eficiencia máxima de 78.5%. La operación
clase D puede alcanzar una eficiencia de potencia de más de 90% y es la operación
más eficiente de todas las clases de operación. Como la clase AB se encuentra entre
las clases A y B en cuanto a polarización, también cae entre sus valores de eficien-
cia: entre 25% (o 50%) y 78.5%. La tabla 1 resume la operación de las diversas clases
de amplificadores. Esta tabla proporciona una comparación relativa de la operación
del ciclo de salida y la eficiencia de potencia de los diversos tipos de clases. En la
operación clase B, una conexión push-pull se obtiene o con un acoplamiento de trans-
formador o mediante una operación en simetría complementaria (o casi complemen-
taria) con transistores npn y pnp para proporcionar operación en ciclos de polaridad
opuesta. Aun cuando la operación con transformador proporciona señales en ciclos
opuestos, el transformador en sí mismo es bastante grande en muchas aplicaciones.
Un circuito sin transformador que utiliza transistores en simetría complementaria
opera de la misma manera en un paquete mucho más pequeño.
“En general, la clase C no se utiliza para suministrar grandes cantidades de po-
tencia y por tanto esta eficiencia no se da en la figura 2”.
Figura 2. Comparación de clases de amplificadores.
3.3. Amplificador clase A alimentado en serie:
Este circuito no es el mejor a utilizar como amplificador de señal grande debido a
su baja eficiencia de potencia. En general, la beta de un transistor de potencia es
menor de 100, el circuito de amplificador total que utiliza transistores de potencia
capaces de manejar grandes cantidades de corriente o potencia, aunque no propor-
cionen mucha ganancia de voltaje.
Figura 3. Amplificador de señal grande
clase A alimentado en serie.
8
Operación con polarización de cd:
Si la corriente de colector de polarización de cd se establece a la mitad de la
posible excursión de la señal (entre 0 y 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶/𝑅𝑅𝐶𝐶𝐶𝐶), se podrá dar la máxima
excursión de la corriente de colector.
Si el voltaje quiescente de colector a emisor se establece a la mitad del voltaje
de alimentación, será posible la mayor excursión del voltaje. Por lo tanto, el
punto Q establecido en este punto de polarización óptima.
Figura 4. Característica de transistor que muestra
la recta de carga y el punto Q.
Operación en ca:
Cuando se aplica una señal de entrada de ca al amplificador de la salida va-
riará a partir de su voltaje y corriente de operación de polarización de cd. A
medida que la señal de entrada se haga más grande, la salida variará aún más
en torno al punto de polarización de cd establecido hasta que la corriente o el
voltaje alcance una condición limitante.
Figura 5. Variación de las señales de entrada
y salida de un amplificador.
9
Consideraciones sobre la potencia:
La potencia que entra a un amplificador la proporciona la fuente. Sin señal de
entrada, la corriente de cd absorbida es la corriente de polarización de colector
𝐼𝐼𝐶𝐶𝐶𝐶. Por tanto, la potencia extraída de la fuente es:
Incluso con una señal de ca aplicada, la corriente promedio extraída de la
fuente no cambia, de modo que la ecuación anterior representa la potencia de
entrada suministrada al amplificador clase A alimentado en serie.
Potencia de salida:
La corriente y voltaje de salida que varían alrededor del punto de polariza-
ción
entregan potencia de ca a la carga. Esta potencia de ca se suministra a la
carga
𝑅𝑅𝐶𝐶.
Cuanto más grande es la señal de entrada mayor es la excursión de salida,
hasta el valor máximo establecido por el circuito. La potencia de ca entre-
gada a la carga 𝑅𝑅𝐶𝐶 se expresa de diferentes maneras. La potencia de ca
entregada a la carga (𝑅𝑅𝐶𝐶) es:
Eficiencia:
La eficiencia de un amplificador representa la cantidad de potencia de ca su-
ministrada (transferida) desde la fuente de cd. La eficiencia del amplificador
es:
Eficiencia máxima:
Para el amplificador clase A alimentado en serie, la eficiencia máxima se
determina con las oscilaciones de voltaje y corriente máximas.
La excursión de voltaje es:
La excursión de corriente es:
La excursión de voltaje máxima es:
10
Calculamos la entrada de potencia máxima con la corriente de polarización
de cd establecida a la mitad del valor máximo:
La eficiencia máxima es:
La eficiencia máxima de un amplificador clase A alimentado en serie es por
tanto de 25%. Como esta eficiencia máxima ocurrirá sólo en condiciones
ideales tanto de excursión de voltaje como de excursión de corriente, la ma-
yoría de los circuitos alimentados en serie proporcionarán potencias de mu-
cho menos que 25%.
3.4. Amplificador clase B:
Cuando un amplificador se polariza en corte de modo para operar en la región
lineal durante 180° del ciclo de entrada y está en corte durante 180°, es un ampli-
ficador clase B.
Figura 6. Amplificador clase B
push – pull (simetría complementaria).
Los amplificadores clase B se polarizan para conducir durante un poco más de 180°.
La ventaja primordial de un amplificador clase B o clase AB es que cualquiera es
más eficiente que un amplificador clase A: se puede obtener más potencia de salida
con una cantidad dada de potencia de entrada.
Una desventaja de la clase B o clase AB es que es más difícil implementar el circuito
para obtener una reproducción lineal de la forma de onda de entrada.
11
Distorsión de cruce: Cuando el voltaje de cd en la base es cero, ambos transistores se
apagan y el voltaje de la señal de entrada debe exceder 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵 antes de que conduzca un
transistor. Debido a esto, existe un lapso de tiempo entre las alternancias positivas y
negativas de la entrada cuando ningún transistor está conduciendo.
Figura 7. Distorsión de
cruce en un amplificador clase B.
3.5. Amplificador clase AB:
Para superar la distorsión de cruce, la polarización se ajusta para superar apenas
el 𝑽𝑽𝑩𝑩𝑩𝑩 de los transistores; esto produce una forma modificada de operación lla-
mada clase AB. En la operación clase AB, las etapas push-pull se polarizan para una
leve conducción, aun cuando no esté ninguna señal presente. Esto se puede hacer
con una configuración de divisor de voltaje y diodo. Cuando las características de
D1 y D2 llegan a ser casi iguales a las características de las uniones base-emisor, la
corriente en los diodos y la corriente en los transistores son las mismas; esto se co-
noce como espejo de corriente. Este espejo de corriente produce la operación clase
AB deseada y elimina la distorsión de cruce.
Figura 8. Amplificador clase AB
push – pull (simetría complementaria).
12
3.6. Amplificador Darlington/Darlington complementário clase AB:
Un amplificador clase AB push-pull con dos transistores de potencia de salida npn
(Q2 y Q1). La parte superior de configuración push-pull es un Darlington tradicional
y la parte inferior es un Darlington complementario.
Figura 9. Amplificador Darlington/Darlington
complementario clase AB push-pull.
3.7. Amplificadores clase C:
Los amplificadores clase C se polarizan de modo que la conducción ocurra durante
menos de 180°. Los amplificadores clase C son más eficientes que la clase A o la
clase B y la clase AB push-pull, lo que significa que se puede obtener más potencia
de salida con la operación clase C. La amplitud de la salida es una función no lineal
de la entrada, de modo que no se utilizan amplificadores clase C para amplificación
lineal. En general se utilizan en aplicaciones de radiofrecuencia (RF), incluidos
circuitos tales como osciladores, de amplitud de salida constante y moduladores,
en los que una señal de baja frecuencia controla una señal de alta frecuencia.
Figura 10. Amplificador clase C sintonizado.
13
3.8. Amplificadores clase D:
Un amplificador clase D está diseñado para que opere con señales digitales o de
pulsos. Con este tipo de circuito se logra una eficiencia de más de 90%, lo que lo
hace bastante deseable en amplificadores de potencia. Se necesita, sin embargo,
convertir cualquier señal de entrada en una forma de onda pulsante antes de utilizarla
para excitar una carga de gran potencia y luego volver a convertir la señal en una
señal senoidal a fin de recuperar la señal original.
Figura 11. Diagrama de bloques de un amplificador clase D.
3.9. Disipadores de calor:
Se refiere al uso de cápsulas o marcos metálicos o ventiladores, para eliminar el calor
generado en un elemento del circuito.
Figura 12. Diagrama de bloques de un amplificador clase D.
Figura 13. Disipadores de calor de potencia típicos..
14
4. Etapas de amplificador de audio clase AB
En la Figura 14, se muestra el diagrama de bloque de amplificador audio clase AB.
Figura 14. Diagrama de bloques del amplificador
de audio clase AB.
A continuación, se describe cada etapa del amplificador de audio clase AB:
4.1. Etapa diferencial:
Proporciona ganancia de tensión y permite que sea más eficiente que en las etapas
en emisor común antiguas. También se pueden cancelar ciertos tipos de ruido eléc-
trico.
4.2. Etapa de ganancia en voltaje:
Proporcionan una ganancia en tensión mucho mayor que la etapa diferencial.
4.3. Etapa de salida:
Es una etapa cuya ganancia en voltaje es levemente menor que la unidad, pero que
produce ganancia en corriente. La salida de esta etapa posee una réplica del voltaje
de la entrada, pero permite que se le demande corriente sin grandes problemas.
5. Diseño del amplificador de audio clase AB
A continuación, se muestra el circuito amplificador de audio clase AB:
15
5.1. Análisis en DC: Los capacitores se comportan como circuito abierto.
5.1.1. La etapa diferencial:
Los transistores Q1 y Q2 tienen 𝛽𝛽 = 280:
𝐼𝐼𝐸𝐸1 ≈ 𝐼𝐼𝐶𝐶1 ∧ 𝐼𝐼𝐸𝐸2 ≈ 𝐼𝐼𝐶𝐶2
𝐼𝐼𝐸𝐸1 = 𝐼𝐼𝐸𝐸2
𝐼𝐼𝐵𝐵1 = 𝐼𝐼𝐵𝐵2 =
𝐼𝐼𝐶𝐶1
𝛽𝛽1
En la malla I:
10𝑘𝑘𝐼𝐼𝐵𝐵1 + 0.7 + 1𝑘𝑘(𝐼𝐼𝐸𝐸1 + 𝐼𝐼𝐸𝐸2) − 9 = 0
10𝑘𝑘
𝐼𝐼𝐶𝐶1
280
+ 0.7 + 2𝑘𝑘𝐼𝐼𝐶𝐶1 − 9 = 0
Entonces:
𝐼𝐼𝐶𝐶1 =
9 − 0.7
10𝑘𝑘
280
+ 2𝑘𝑘
𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨
En la malla II:
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶1 = 18 − 𝐼𝐼𝐶𝐶1(1.2𝑘𝑘 + 2𝑘𝑘) = 18 − 4.07 𝑚𝑚𝑚𝑚(3.2𝑘𝑘)
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟒𝟒. 𝟗𝟗𝟗𝟗 𝑽𝑽
𝐼𝐼𝐸𝐸 = 𝐼𝐼𝐸𝐸1 + 𝐼𝐼𝐸𝐸2 = 2𝐼𝐼𝐶𝐶1
𝑰𝑰𝑬𝑬 = 𝟖𝟖. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎𝒎𝒎
Los transistores Q1 y Q2 están en la zona activa o lineal.
5.1.2. Etapa de ganancia en voltaje:
Si Vcc=9 V y Beta=280, entonces:
𝑉𝑉6.8𝐾𝐾 =
6.8𝑘𝑘(18)
22𝑘𝑘+6.8𝑘𝑘
= 4.25𝑉𝑉 y 𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ =
22𝑘𝑘(6.8𝑘𝑘)
22𝑘𝑘+6.8𝑘𝑘
= 5.19𝐾𝐾
𝑉𝑉𝑡𝑡ℎ = −9 + 𝑉𝑉6.8𝐾𝐾 = −9 + 4.25 = −4.75 𝑉𝑉
𝐼𝐼𝐶𝐶3 =
9 − 0.7 − 4.75
5.19𝑘𝑘
280
+ 1.53𝑘𝑘
= 2.29 𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑰𝑰𝑬𝑬𝑬𝑬 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟐𝟐. 𝟐𝟐𝟐𝟐 𝒎𝒎𝒎𝒎
16
Analizando la corriente de colector y emisor, se ve claramente que el transistor
está en l zona lineal.
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶3 = 18 − (4.7𝑘𝑘 + 1.53𝑘𝑘)𝐼𝐼𝐶𝐶 = 19 − 6.23𝐾𝐾(2.29𝑚𝑚𝑚𝑚)
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟑𝟑. 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕
El transistor Q3 están en la zona activa o lineal.
𝒓𝒓𝒆𝒆𝒆𝒆 =
𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐
𝟐𝟐. 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐
= 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟑𝟑𝟑𝟑 𝛀𝛀
5.1.3. Etapa de salida:
Si Vcc=9 V, Beta (Q5 y Q 7) =280 y Beta (Q6 y Q8) =120, entonces:
En la malla I:
−9 + 1𝑘𝑘𝐼𝐼𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 + 1.4 + 150𝑘𝑘
𝐼𝐼𝐶𝐶4
280
+ 0.7 + 220𝐼𝐼𝐶𝐶4 − 9 = 0
𝑰𝑰𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪
Entonces:
𝐼𝐼𝐶𝐶4 =
18 − 2.1
150𝑘𝑘
280
+ 1𝑘𝑘 + 220
𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟗𝟗. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨
En la malla II:
−9 + 1𝑘𝑘𝐼𝐼𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 − 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 + 9 = 0
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 = 9.05𝑚𝑚𝑚𝑚(1𝑘𝑘) = 9.05 𝑉𝑉
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 = 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵5 + 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 = 0.7𝑉𝑉 + 9.05𝑉𝑉
17
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟗𝟗. 𝟕𝟕𝟕𝟕 𝑽𝑽
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶6 = 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵6 + 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶6 = 0.7𝑉𝑉 + 9.75𝑉𝑉
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒 𝑽𝑽
En la malla III:
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶8 = 18𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶6 = 18𝑉𝑉 − 10.45 𝑉𝑉
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟕𝟕. 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑽𝑽
𝑉𝑉𝐸𝐸𝐸𝐸7 = 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶8 = 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶8 − 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵8 = 7.55𝑉𝑉 − 0.7𝑉𝑉
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = −𝟔𝟔. 𝟖𝟖𝟖𝟖 𝑽𝑽
Los transistores Q6 y Q8 están casi en la zona de corte.
En la malla IV:
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶4 = 18 − 2.1 − (1𝑘𝑘 + 0.22𝑘𝑘)𝐼𝐼𝐶𝐶4
𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶4 = 18 − 2.1 − (1.22𝑘𝑘)9.05𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟒𝟒. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
El transistor Q4 está en la zona lineal.
𝒓𝒓𝒆𝒆𝒆𝒆 =
𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐
𝟗𝟗. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨
= 𝟐𝟐. 𝟖𝟖𝟖𝟖 𝛀𝛀
5.2. Análisis en AC: Los capacitores se comportan como circuito cortocircuito.
Hallando las impedancias de entradas de las etapas de ganancia de tensión y pre am-
pliación:
𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 22𝑘𝑘 ∥ 6.8𝑘𝑘 ∥ (280𝑟𝑟𝑒𝑒3 + 280(330))
𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 22𝑘𝑘 ∥ 6.8𝑘𝑘 ∥ (280(11.35) + 280(330))
𝒁𝒁𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊 = 𝟒𝟒. 𝟗𝟗𝟗𝟗𝟗𝟗
18
𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 150𝑘𝑘 ∥ (280𝑟𝑟𝑒𝑒4 + 280(220))
𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 150𝑘𝑘 ∥ (280(2.87) + 280(220))
𝒁𝒁𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊 = 𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎
5.2.1. Análisis de la etapa diferencial:
Consideraciones importantes:
𝑟𝑟𝑒𝑒1 = 𝑟𝑟𝑒𝑒2 =
26𝑚𝑚𝑚𝑚
4.07 𝑚𝑚 𝐴𝐴
= 6.38 𝑜𝑜ℎ𝑚𝑚
𝑟𝑟𝑖𝑖1 = 𝑟𝑟𝑖𝑖2 = 280(6.38) = 1.78 𝑘𝑘
𝑉𝑉𝑜𝑜1 = −280(1.2𝑘𝑘)𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −336𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1
𝑉𝑉𝑜𝑜2 = −
280(1.2𝑘𝑘 ∗ 4.92𝑘𝑘)
1.2𝑘𝑘 + 4.92𝑘𝑘
𝐼𝐼𝑏𝑏2 = −270.12𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1
PARA MODO COMÚN: 𝑉𝑉𝑖𝑖1 = 𝑉𝑉𝑖𝑖2
𝑉𝑉
𝑐𝑐 =
𝑉𝑉𝑖𝑖1 + 𝑉𝑉𝑖𝑖2
2
= 𝑉𝑉𝑖𝑖1 y 𝑉𝑉𝑑𝑑 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 − 𝑉𝑉𝑖𝑖2 = 0
𝐼𝐼𝑏𝑏1 = 𝐼𝐼𝑏𝑏2
Aplicando LVK en cualquiera de las dos mallas I o II:
19
−𝑉𝑉
𝑐𝑐 + 10𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 1.78𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 2(280 + 1)𝐼𝐼𝑏𝑏11𝑘𝑘 = 0
𝐼𝐼𝑏𝑏1 = 𝐼𝐼𝑏𝑏2 =
𝑉𝑉
𝑐𝑐
10𝑘𝑘 + 1.78𝑘𝑘 + 2𝑘𝑘(281)
=
𝑉𝑉
𝑐𝑐
573.78𝑘𝑘
𝑉𝑉𝑜𝑜1 = −280(1.2𝑘𝑘)𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −336𝑘𝑘
𝑉𝑉
𝑐𝑐
573.78𝑘𝑘
𝑉𝑉𝑜𝑜2 = −
280(1.2𝑘𝑘 ∗ 4.92𝑘𝑘)
1.2𝑘𝑘 + 4.92𝑘𝑘
𝐼𝐼𝑏𝑏2 = −270.12𝑘𝑘
𝑉𝑉
𝑐𝑐
563.78𝑘𝑘
Las ganancias comunes, identificadas como 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01 𝑦𝑦 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02 (entrada común
- salida en una sola terminal)son igual a:
𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 =
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐
𝑽𝑽𝒄𝒄
= −
336𝑘𝑘
563.78𝑘𝑘
= −𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝟓𝟓
𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 =
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐
𝑽𝑽𝒄𝒄
= −
270.12
563.78𝑘𝑘
= −𝟎𝟎. 𝟒𝟒𝟒𝟒
PARA MODO DIFERENCIAL: 𝑉𝑉𝑖𝑖1 = −𝑉𝑉𝑖𝑖2
𝑉𝑉
𝑐𝑐 =
𝑉𝑉𝑖𝑖1 + 𝑉𝑉𝑖𝑖2
2
= 0 y 𝑉𝑉𝑑𝑑 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 − 𝑉𝑉𝑖𝑖2 = 2𝑉𝑉𝑖𝑖1
𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −𝐼𝐼𝑏𝑏2
Por lo tanto a causa de las dos polaridades de las dos fuentes el nodo E se
comporta en pequeña señal como una tierra, es decir 𝑽𝑽𝑬𝑬 = 𝟎𝟎 (cortocircuito).
Aplicando LVK en la malla I:
−
𝑉𝑉𝑑𝑑
2
+ 10𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 1.78𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 𝑉𝑉𝐸𝐸 = 0
𝐼𝐼𝑏𝑏1 =
𝑉𝑉𝑑𝑑
2(1.78𝑘𝑘 + 10𝑘𝑘)
=
𝑉𝑉𝑑𝑑
23.56 𝑘𝑘
20
𝑉𝑉𝑜𝑜1 = −280(1.2𝑘𝑘)𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −336𝑘𝑘
𝑉𝑉𝑑𝑑
23.56𝑘𝑘
𝑉𝑉𝑜𝑜2 = −
280(1.2𝑘𝑘 ∗ 4.92𝑘𝑘)
1.2𝑘𝑘 + 4.92𝑘𝑘
𝐼𝐼𝑏𝑏2 = 270.12𝑘𝑘
𝑉𝑉𝑑𝑑
23.56𝑘𝑘
Las ganancias diferenciales, se identifican como 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01 y 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02(entrada dife-
rencial - salida en una sola terminal)son igual a:
𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 =
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐
𝑽𝑽𝒅𝒅
= −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟐𝟐𝟐𝟐
𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 =
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐
𝑽𝑽𝒅𝒅
= 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒
𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 =
𝑨𝑨𝑽𝑽𝒅𝒅𝟎𝟎𝟎𝟎
𝑨𝑨𝑽𝑽𝒄𝒄𝟎𝟎𝟎𝟎
=
−𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟐𝟐𝟐𝟐
−𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝟓𝟓
= 𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟏𝟏𝟏𝟏
GENERALIZANDO:
𝑉𝑉𝑜𝑜1 = 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01𝑉𝑉𝑑𝑑 + 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01𝑉𝑉
𝑐𝑐
𝑉𝑉𝑜𝑜2 = 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02𝑉𝑉𝑑𝑑 + 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02𝑉𝑉
𝑐𝑐
Entonces:
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 = −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟑𝟑𝟑𝟑𝑽𝑽𝒅𝒅 − 𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝟓𝟓𝑽𝑽𝒄𝒄
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 = 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒𝑽𝑽𝒅𝒅 − 𝟎𝟎. 𝟒𝟒𝟒𝟒𝑽𝑽𝒄𝒄
Para nuestro caso 𝑉𝑉𝑖𝑖1 = 3𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 y 𝑉𝑉𝑖𝑖2 = 0:
𝑉𝑉
𝑐𝑐 = 1.5𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑦𝑦 𝑉𝑉𝑑𝑑 = 3𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉
𝑉𝑉𝑜𝑜2 = 11.46(3𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚) − 0.47(1.5𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚)
𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎
5.2.2. Análisis de la etapa de ganancia de voltaje:
𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 44.06𝑘𝑘
𝑟𝑟𝑒𝑒3 =
26𝑚𝑚𝑚𝑚
2.29𝑚𝑚𝑚𝑚
= 11.35 Ω
21
La ganancia de tensión es:
𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 2) = 4.7𝑘𝑘 ∥ 𝑍𝑍𝑖𝑖(𝑃𝑃𝑃𝑃) = 4.7𝐾𝐾 ∥ 44.06𝐾𝐾 = 4.24𝐾𝐾 𝑂𝑂ℎ𝑚𝑚
𝐴𝐴𝑉𝑉(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 2) = −
𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 2)
𝑟𝑟𝑒𝑒3 + 𝑅𝑅𝐸𝐸
=
4.24𝐾𝐾
11.35 + 330
𝑨𝑨𝑽𝑽(𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝟐𝟐) = −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒
Para nuestro caso 𝑉𝑉𝑖𝑖 = 33.67𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 :
𝑉𝑉
𝑜𝑜 = 33.67𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉(−12.42)
𝑽𝑽𝒐𝒐 = −𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎
5.2.3. Análisis de la etapa de preamplificador de voltaje:
La resistencia de 150k es una retroalimentación negativa ò retroalimentación
paralelo- paralelo:
𝒓𝒓𝒆𝒆𝒆𝒆 =
𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐
𝟗𝟗. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨
= 𝟐𝟐. 𝟖𝟖𝟖𝟖 𝛀𝛀
La ganancia de tensión es:
𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 3) = 1𝑘𝑘
𝐴𝐴𝑉𝑉(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 3) = −
𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 3)
𝑟𝑟𝑒𝑒 + 𝑅𝑅𝐸𝐸
=
1𝐾𝐾
2.87 + 220
𝑨𝑨𝑽𝑽(𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝟑𝟑) = −𝟒𝟒. 𝟒𝟒𝟒𝟒
Para nuestro caso 𝑉𝑉𝑖𝑖 = −418.18𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 :
𝑉𝑉
𝑜𝑜 = −418.18𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 (−4.48)
𝑽𝑽𝒐𝒐 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
22
5.2.4. Análisis de la etapa de potencia:
𝑨𝑨𝑽𝑽 ≈ 𝟏𝟏( 𝒆𝒆𝒆𝒆 𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 𝒒𝒒𝒒𝒒𝒒𝒒 𝒖𝒖𝒖𝒖𝒖𝒖)
𝑉𝑉𝑖𝑖 = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉
𝑉𝑉
𝑜𝑜 = 𝑉𝑉𝑖𝑖𝐴𝐴𝑉𝑉 = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉(1) = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉
𝑽𝑽𝒐𝒐 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
𝑉𝑉𝑜𝑜(𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝) = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉√2 = 2.64 𝑉𝑉
𝐼𝐼𝑜𝑜(𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝) =
𝑉𝑉𝑜𝑜(𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝)
𝑅𝑅𝐿𝐿
=
2.64 𝑉𝑉
8
= 0.33𝐴𝐴
𝑷𝑷𝒐𝒐 = 𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝑽𝑽𝒐𝒐(𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑)𝑰𝑰𝒐𝒐(𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑) = 𝟎𝟎. 𝟓𝟓(𝟐𝟐. 𝟔𝟔𝟔𝟔)(𝟎𝟎. 𝟑𝟑𝟑𝟑) = 𝟎𝟎. 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒
𝑷𝑷𝑫𝑫𝑫𝑫 =
𝑰𝑰𝑪𝑪𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪
𝝅𝝅
=
(𝟎𝟎. 𝟑𝟑𝟑𝟑)(𝟏𝟏𝟏𝟏)
𝝅𝝅
= 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
La eficiencia es:
% 𝑛𝑛 =
𝑃𝑃𝑜𝑜
𝑃𝑃𝐷𝐷𝐷𝐷
∗ 100% =
0.44𝑊𝑊
1.89𝑊𝑊
∗ 100%
% 𝒏𝒏 = 𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟐𝟐𝟐𝟐%
6. Simulación
Para la simulación se utilizó Multisim, ya que es un Software muy versátil y cuenta con
muchos instrumentos de medición (Osciloscopio, analizador de espectros, Diagrama de
bode,).
7.1. Corriente continua:
a) Diseño considerando una etapa de ganancia:
Figura 13. Simulación en cc del amplificador de audio clase ab
de una etapa de ganancia de tensión.
23
7.2. Corriente alterna:
a) Diseño considerando una etapa de ganancia:
Figura 15. Simulación en ac del amplificador de audio clase ab
de una etapa de ganancia de tensión.
7.3. Resultado de la simulación
Por lo tanto, los resultados son:
Figura 17. Resultado de amplificador de audio clase ab
de una etapa.
Canal 1: Es la salida de la etapa diferencial
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔
Canal 2: Es la salida de la etapa de ganancia de tensión
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑
Canal 3: Es la salida de la etapa de preamplificador
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟏𝟏. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔
Canal 4: Es la salida de la etapa de potencia
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟏𝟏. 𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓
24
Hagamos un análisis del teórico y simulado:
 Salida de la etapa diferencial:
Teórico:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎
Simulado:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕
� ∗ 100%
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎 − 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔
𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎
� ∗ 100% = 0.2%
Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 0.2%,
eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental son casi iguales y
que tenemos un error de medición muy bajo, por ende, se hizo un buen aná-
lisis teórico y también se medió en el laboratorio de manera correcta y esto
lo demuestra nuestros resultados obtenidos.
 Salida de la etapa de ganancia de tensión:
Teórico:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟖𝟖 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎
Simulado:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕
� ∗ 100%
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎 − 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑
𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎
� ∗ 100% = 10.8%
Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 10.8
%, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental tienden a ser muy
próximos y que tenemos un error de medición literalmente despreciable, por
ende, el error de debe a no considerar algunos parámetros y a la aproxima-
ción que se está tomando.
.
25
 Salida de la etapa de preamplificador:
Teórico:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
Simulado:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟏𝟏. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕
� ∗ 100%
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖 − 𝟏𝟏. 𝟔𝟔𝟔𝟔
𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖
� ∗ 100% = 10.1%
Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 10.1
%, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental tienden a ser muy
próximos y que tenemos un error de medición literalmente despreciable, por
ende, el error de debe a no considerar algunos parámetros y a la aproxima-
ción que se está tomando.
 Salida de la etapa de potencia:
Teórico:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
Simulado:
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟏𝟏. 𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆
𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕
� ∗ 100%
𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = �
𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖 − 𝟏𝟏. 𝟓𝟓𝟓𝟓
𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖
� ∗ 100% = 19.25%
Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 19.25
%, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental tienden a ser muy
próximos y que tenemos un error de medición literalmente bajo, ya nos en-
contramos en la etapa de potencia y en si va depender la EFICIENCIA de
potencia, ya está es un amplificador de potencia clase AB, por ende, el error
de debe a no considerar algunos parámetros y a la aproximación que se está
tomando.
.
26
7. Construcción en físico:
Materiales:
 3 resistencias 1.2k ¼ W
 2 resistencias 10k ¼ W
 2 resistencias 1k ¼ W
 1 resistencia 22k ¼ W
 1 resistencia 6.8k ¼ W
 1 resistencia 4.7k ¼ W
 1 resistencia 0.33k ¼ W
 1 resistencia 150k ¼ W
 1 resistencia 0.22k ¼ W
 Parlante de 8 Ohm 3W
 3 diodos 1N4004
 5 transistores BC548A
 1 transistores BC558A
 2 transistores BD135
 Potenciómetro 10k
 2 capacitores electrolíticos 10uf
 1 capacitor electrolítico 100uF
 1 capacitor electrolítico 22uF
 1 capacitor electrolíticos 1000uF
El datasheet de BC548A:
https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/2896/MOTOROLA/BC548A.html
El datasheet de BC558A:
https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/44307/SIEMENS/BC558A.html
El datasheet de BD135:
https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/2918/MOTOROLA/BD135.html
A continuación, se muestra el circuito, para nuestro caso le implementamos el volumen:
27
Implementado:
𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷 𝒍𝒍𝒍𝒍 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕, 𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒆𝒆𝒆𝒆
𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅ñ𝒐𝒐 𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂 𝒅𝒅𝒅𝒅 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 𝑨𝑨𝑨𝑨.
28
8. Conclusiones
• Es bueno hacer un análisis teórico, para comprobar y guiarnos al momento de la
experimenta de laboratorio, ya que momento de comparar van diferir un poco esto
es debido a muchos factores como tolerancia de las resistencias, mala precisión de
medir, considerar modelos completos del transistor, ruido eléctrico, etc.
• En un amplificador multietapa la conexión en cascada proporciona una multiplica-
ción de la ganancia en voltaje de cada etapa para una mayor ganancia general.
• Analizando este circuito amplificador de audio clase AB podemos decir que las
etapas amplificadoras entran conectadas en cascada y sabemos que la carga en el
primer amplificador es la resistencia de entrada del segundo amplificador.
• La característica principal del amplificador diferencial es la gran ganancia cuando
se aplican señales opuestas a las entradas, en comparación a la pequeña ganancia
resultante de las entradas comunes. La relación de esta ganancia diferencial res-
pecto a la ganancia en modo común se llama rechazo en modo común.
• Las salidas de amplificador diferencial van a depender de las ganancias en modo
común y diferencial, también de las entradas diferencial y común.
• En la configuración de emisor común, la ganancia de voltaje es inversora.
• Al colocar un capacitor en paralelo con la resistencia de emisor se obtiene una señal
mayor de salida, una mejor ganancia en voltaje.
• La retroalimentación negativa tiene el efecto de estabilizar la ganancia y mejora la
respuesta del sistema.
• Un amplificador clase AB se polariza un poco por encima del corte y opera en la
región lineal durante poco más de 180° del ciclo de entrada.
• La clase AB elimina la distorsión de cruce encontrada en la operación clase B pura.
• La eficiencia de un amplificador representa la cantidad de potencia de ca suminis-
trada (transferida) desde la fuente de cd.
• El diseño del amplificador de audio clase AB, se podría modificar para trabajar con
mayores cargar y potencias.
Comentario:
Está experiencia 8, me gustó mucho, ya que investigué a profundo el tema de amplifica-
dores de potencia y apliqué todo lo aprendido de los anteriores laboratorios, también
con la ayuda del simulador Multisim pude comprobar los circuitos diseñados, lo cual me
dejo satisfecho y muy feliz.
29
9. Bibliografía
• Huircan, J. & Carrillo, R. (2011). El Transistor de juntura bipolar (BJT). Temuco: Uni-
versidad de la Frontera
• SAVANT, C.J.; RODEN, Martín; CARPENTER, Gordon. “Diseño Electrónico”. 3ra.
Edición. Edit. Pearson Educación. México. 2000
• MALIK, Norbet. “Circuitos Electrónicos”. 5ta. Edición. Edit. Prentice Hall Hispanoa-
mericana S.A. España. 1996
• HORENSTEIN, Mark. “Microelectrónica: Circuitos y dispositivos”. 2da. Edición. Edit.
Prentice Hall Hispanoamericana S.A. México. 1997

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Proyecto de lab. Circuitos Electrónicos II UNSAAC(watner ochoa nuñez 171174)

  • 1. 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, INFORMÁTICA Y MECÁNICA Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica Laboratorio de Circuitos Electrónicos 2 Proyecto Presentada por: Est. Watner Ochoa Núñez 171174 Docente: Prof. Rossy Uscamaita Quispetupa CUSCO – PERÚ 2021 Amplificador de audio clase AB
  • 2. 2 DEDICATORIA A Dios por verme y guiarme con su espiritualidad. A mi madre, su amor ilimitado. A mi familia por la unidad que persevera. A mi docente de la asignatura de Laboratorio de Circuitos Electrónicos 2.
  • 3. 3 Índice 1. Resumen.............................................................................................................................. 4 2. Introducción ........................................................................................................................ 4 3. Marco teórico ...................................................................................................................... 5 3.1. Amplificadores de potencia:...................................................................................... 5 3.2. Eficiencia de un amplificador:................................................................................... 6 3.3. Amplificador clase A alimentado en serie:................................................................ 7 3.5. Amplificador clase AB: ........................................................................................... 11 3.6. Amplificador Darlington/Darlington complementário clase AB: ........................... 12 3.7. Amplificadores clase C:........................................................................................... 12 3.8. Amplificadores clase D: .......................................................................................... 13 3.9. Disipadores de calor: ............................................................................................... 13 4. Etapas de amplificador de audio clase AB........................................................................ 14 4.1. Etapa diferencial:..................................................................................................... 14 4.2. Etapa de ganancia en voltaje: .................................................................................. 14 4.3. Etapa de salida:........................................................................................................ 14 5. Diseño del amplificador de audio clase AB...................................................................... 14 5.1. Análisis en DC: Los capacitores se comportan como circuito abierto. ................... 15 5.1.1. La etapa diferencial:............................................................................................ 15 5.1.2. Etapa de ganancia en voltaje:.............................................................................. 15 5.1.3. Etapa de salida: ................................................................................................... 16 5.2. Análisis en AC: Los capacitores se comportan como circuito cortocircuito........... 17 5.2.1. Análisis de la etapa diferencial: .......................................................................... 18 5.2.2. Análisis de la etapa de ganancia de voltaje:........................................................ 20 5.2.3. Análisis de la etapa de preamplificador de voltaje: ............................................ 21 5.2.4. Análisis de la etapa de potencia:......................................................................... 22 6. Simulación......................................................................................................................... 22 7.1. Corriente continua: .................................................................................................. 22 7.2. Corriente alterna: ..................................................................................................... 23 7.3. Resultado de la simulación ...................................................................................... 23 7. Construcción en físico:...................................................................................................... 26 8. Conclusiones ..................................................................................................................... 28 9. Bibliografía ....................................................................................................................... 29
  • 4. 4 1. Resumen En este proyecto se presenta el diseño de un amplificador de audio clase AB, para ello se consideró los amplificadores de potencia clase AB y también los conceptos de am- plificador diferencial, amplificador en emisor común, amplificadores en cascada y am- plificadores con retroalimentación negativa, por lo que el objetivo que se persigue con esta proyecto es realizar el diseño de un amplificador de audio clase AB, también se hizo uso de simuladores como Multisim, para comprobar y validar nuestro diseño. Palabras Claves: Amplificador, Potencia, Amplificador diferencial, Retroalimentación 2. Introducción En el presente proyecto se describen los fundamentos básicos de los amplifi- cadores de potencia para audio. Estos conceptos se aplican en el diseño y construcción de un amplificador de potencia. Por emplear componentes bá- sicos y no hacer uso de ningún circuito integrado puede ser considerado como un buen amplificador didáctico donde se visualizan los fundamentos básicos de la amplificación de audio. También se comenta el diseño y construcción del circuito. El montaje se ha realizado obteniendo muy buenos resultados a niveles teóricos, experimen- tales y didácticos.
  • 5. 5 3. Marco teórico 3.1. Amplificadores de potencia: Para los amplificadores de pequeña señal, los principales factores son, por lo general, la linealidad de la amplificación y la magnitud de la ganancia. Dado que el voltaje y la corriente de la señal son pequeños en un amplificador de pequeña señal, la magni- tud de la capacidad de manejo de potencia y la eficiencia de potencia no son cuestio- nes de consideración. Por el otro lado, los amplificadores de señales grandes o de potencia, proporcionan principalmente potencia suficiente a una carga de salida para activar una bocina o algún otro dispositivo de potencia, con frecuencia, en magnitudes de algunos watts o de decenas de éstos. Las principales características de un amplificador de gran señal son la eficiencia de potencia del circuito, la máxima cantidad de potencia que es capaz de manejar el circuito y el acoplamiento de impedancia con el dispositivo de salida. Un método utilizado para clasificar amplificadores es mediante su clase. Básica- mente, las clases de amplificador representan el grado con el que varía la señal de salida durante un ciclo de operación, para un ciclo completo de la señal de entrada. Figura 1. Amplificadores de potencia. Las clases de amplificadores de potencias son: • Clase A: La señal de salida varía a lo largo de los 360° del ciclo. La figura 2.la muestra que esto requiere que el punto Q se polarice a un nivel de modo que cuando menos la mitad de la excursión de la señal de salida pueda variar hacia arriba y hacia abajo sin que llegue a ser un voltaje suficientemente alto como para ser limitado por el nivel de alimentación de voltaje, o demasiado bajo como para que se aproxime al nivel de alimentación bajo, o 0 V en esta descripción. • Clase B: Un circuito clase B proporciona una señal que varía durante la mitad del ciclo de la señal de entrada, o durante 180° de la señal, como se muestra en la figura 2.1b. El punto de polarización de cd de la clase B es por consi- guiente de 0 V, con la salida que varía entonces a partir de este punto de
  • 6. 6 polarización durante medio ciclo. Obviamente, la salida no es una reproduc- ción fiel de la entrada si sólo hay un semiciclo. Se requieren dos operaciones de clase B: una para que proporcione una salida en el semiciclo de salida positiva y la otra para que haya operación en el semiciclo de salida negativa. Entonces, los semiciclos combinados proporcionan salida durante los 360° de operación. Este tipo de conexión se conoce como operación equilibrada (push-pull). Observe que la operación B por sí misma crea una señal de salida muy distorsionada, puesto que la reproducción de la entrada ocurre durante sólo 180° de la excursión de la señal de salida. • Clase AB: Un amplificador se puede polarizar a un nivel de cd sobre el nivel de corriente de base cero de la clase B y por sobre la mitad del nivel de voltaje de alimentación de la clase A; esta condición de polarización es la clase AB. No obstante, la operación clase AB requiere una conexión push-pull para lo- grar un ciclo completo de salida, pero el nivel de polarización de cd suele estar más cerca del nivel de corriente de base cero para una mejor eficiencia de la potencia. Para la operación clase AB, la excursión de la señal de salida ocurre entre 180° y 360° y no es ni operación clase A ni operación clase B. • Clase C: La salida de un amplificador clase C se polariza para que opere a menos de 180° del ciclo y funcionará sólo con un circuito sintonizado (reso- nante), el cual proporciona un ciclo completo de operación a la frecuencia sintonizada o resonante. Por consiguiente, esta clase de operación se utiliza en áreas especiales de circuitos sintonizados, como radio o comunicaciones. • Clase D: Esta clase de operación es una forma de un amplificador que utiliza señales de pulsos (digitales), las cuales se activan durante un intervalo corto y se desactivan durante un intervalo más largo. La aplicación de técnicas di- gitales permite obtener una señal que varíe durante el ciclo completo (me- diante circuitos de muestreo y retención) para recrear la salida de muchas piezas de la señal de entrada. La ventaja principal de la operación clase D es que el amplificador se “activa” (utilizando potencia) sólo durante intervalos cortos y la eficiencia total puede ser prácticamente muy alta. 3.2. Eficiencia de un amplificador: La eficiencia de potencia de un amplificador, definida como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada, mejora (se hace mayor) cuando va de la clase A a la clase D. En términos generales, vemos que un amplificador clase A, con polarización de cd a la mitad del nivel del voltaje de alimentación, utiliza bas- tante potencia para mantener la polarización, incluso sin señal de entrada aplicada. Lo anterior da como resultado una eficiencia muy pobre, en especial con señales de entrada pequeñas, cuando se suministra muy poca potencia de cd a la carga. En realidad, la eficiencia máxima de un circuito de clase A, la cual ocurre durante la excursión de corriente y voltaje máxima, es de sólo 25% con una conexión de carga directa o alimentado en serie, y de 50% con una conexión de transformador con la carga. Se puede demostrar que la operación clase B con potencia de polarización de
  • 7. 7 cd, sin señal de entrada, proporciona una eficiencia máxima de 78.5%. La operación clase D puede alcanzar una eficiencia de potencia de más de 90% y es la operación más eficiente de todas las clases de operación. Como la clase AB se encuentra entre las clases A y B en cuanto a polarización, también cae entre sus valores de eficien- cia: entre 25% (o 50%) y 78.5%. La tabla 1 resume la operación de las diversas clases de amplificadores. Esta tabla proporciona una comparación relativa de la operación del ciclo de salida y la eficiencia de potencia de los diversos tipos de clases. En la operación clase B, una conexión push-pull se obtiene o con un acoplamiento de trans- formador o mediante una operación en simetría complementaria (o casi complemen- taria) con transistores npn y pnp para proporcionar operación en ciclos de polaridad opuesta. Aun cuando la operación con transformador proporciona señales en ciclos opuestos, el transformador en sí mismo es bastante grande en muchas aplicaciones. Un circuito sin transformador que utiliza transistores en simetría complementaria opera de la misma manera en un paquete mucho más pequeño. “En general, la clase C no se utiliza para suministrar grandes cantidades de po- tencia y por tanto esta eficiencia no se da en la figura 2”. Figura 2. Comparación de clases de amplificadores. 3.3. Amplificador clase A alimentado en serie: Este circuito no es el mejor a utilizar como amplificador de señal grande debido a su baja eficiencia de potencia. En general, la beta de un transistor de potencia es menor de 100, el circuito de amplificador total que utiliza transistores de potencia capaces de manejar grandes cantidades de corriente o potencia, aunque no propor- cionen mucha ganancia de voltaje. Figura 3. Amplificador de señal grande clase A alimentado en serie.
  • 8. 8 Operación con polarización de cd: Si la corriente de colector de polarización de cd se establece a la mitad de la posible excursión de la señal (entre 0 y 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶/𝑅𝑅𝐶𝐶𝐶𝐶), se podrá dar la máxima excursión de la corriente de colector. Si el voltaje quiescente de colector a emisor se establece a la mitad del voltaje de alimentación, será posible la mayor excursión del voltaje. Por lo tanto, el punto Q establecido en este punto de polarización óptima. Figura 4. Característica de transistor que muestra la recta de carga y el punto Q. Operación en ca: Cuando se aplica una señal de entrada de ca al amplificador de la salida va- riará a partir de su voltaje y corriente de operación de polarización de cd. A medida que la señal de entrada se haga más grande, la salida variará aún más en torno al punto de polarización de cd establecido hasta que la corriente o el voltaje alcance una condición limitante. Figura 5. Variación de las señales de entrada y salida de un amplificador.
  • 9. 9 Consideraciones sobre la potencia: La potencia que entra a un amplificador la proporciona la fuente. Sin señal de entrada, la corriente de cd absorbida es la corriente de polarización de colector 𝐼𝐼𝐶𝐶𝐶𝐶. Por tanto, la potencia extraída de la fuente es: Incluso con una señal de ca aplicada, la corriente promedio extraída de la fuente no cambia, de modo que la ecuación anterior representa la potencia de entrada suministrada al amplificador clase A alimentado en serie. Potencia de salida: La corriente y voltaje de salida que varían alrededor del punto de polariza- ción entregan potencia de ca a la carga. Esta potencia de ca se suministra a la carga 𝑅𝑅𝐶𝐶. Cuanto más grande es la señal de entrada mayor es la excursión de salida, hasta el valor máximo establecido por el circuito. La potencia de ca entre- gada a la carga 𝑅𝑅𝐶𝐶 se expresa de diferentes maneras. La potencia de ca entregada a la carga (𝑅𝑅𝐶𝐶) es: Eficiencia: La eficiencia de un amplificador representa la cantidad de potencia de ca su- ministrada (transferida) desde la fuente de cd. La eficiencia del amplificador es: Eficiencia máxima: Para el amplificador clase A alimentado en serie, la eficiencia máxima se determina con las oscilaciones de voltaje y corriente máximas. La excursión de voltaje es: La excursión de corriente es: La excursión de voltaje máxima es:
  • 10. 10 Calculamos la entrada de potencia máxima con la corriente de polarización de cd establecida a la mitad del valor máximo: La eficiencia máxima es: La eficiencia máxima de un amplificador clase A alimentado en serie es por tanto de 25%. Como esta eficiencia máxima ocurrirá sólo en condiciones ideales tanto de excursión de voltaje como de excursión de corriente, la ma- yoría de los circuitos alimentados en serie proporcionarán potencias de mu- cho menos que 25%. 3.4. Amplificador clase B: Cuando un amplificador se polariza en corte de modo para operar en la región lineal durante 180° del ciclo de entrada y está en corte durante 180°, es un ampli- ficador clase B. Figura 6. Amplificador clase B push – pull (simetría complementaria). Los amplificadores clase B se polarizan para conducir durante un poco más de 180°. La ventaja primordial de un amplificador clase B o clase AB es que cualquiera es más eficiente que un amplificador clase A: se puede obtener más potencia de salida con una cantidad dada de potencia de entrada. Una desventaja de la clase B o clase AB es que es más difícil implementar el circuito para obtener una reproducción lineal de la forma de onda de entrada.
  • 11. 11 Distorsión de cruce: Cuando el voltaje de cd en la base es cero, ambos transistores se apagan y el voltaje de la señal de entrada debe exceder 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵 antes de que conduzca un transistor. Debido a esto, existe un lapso de tiempo entre las alternancias positivas y negativas de la entrada cuando ningún transistor está conduciendo. Figura 7. Distorsión de cruce en un amplificador clase B. 3.5. Amplificador clase AB: Para superar la distorsión de cruce, la polarización se ajusta para superar apenas el 𝑽𝑽𝑩𝑩𝑩𝑩 de los transistores; esto produce una forma modificada de operación lla- mada clase AB. En la operación clase AB, las etapas push-pull se polarizan para una leve conducción, aun cuando no esté ninguna señal presente. Esto se puede hacer con una configuración de divisor de voltaje y diodo. Cuando las características de D1 y D2 llegan a ser casi iguales a las características de las uniones base-emisor, la corriente en los diodos y la corriente en los transistores son las mismas; esto se co- noce como espejo de corriente. Este espejo de corriente produce la operación clase AB deseada y elimina la distorsión de cruce. Figura 8. Amplificador clase AB push – pull (simetría complementaria).
  • 12. 12 3.6. Amplificador Darlington/Darlington complementário clase AB: Un amplificador clase AB push-pull con dos transistores de potencia de salida npn (Q2 y Q1). La parte superior de configuración push-pull es un Darlington tradicional y la parte inferior es un Darlington complementario. Figura 9. Amplificador Darlington/Darlington complementario clase AB push-pull. 3.7. Amplificadores clase C: Los amplificadores clase C se polarizan de modo que la conducción ocurra durante menos de 180°. Los amplificadores clase C son más eficientes que la clase A o la clase B y la clase AB push-pull, lo que significa que se puede obtener más potencia de salida con la operación clase C. La amplitud de la salida es una función no lineal de la entrada, de modo que no se utilizan amplificadores clase C para amplificación lineal. En general se utilizan en aplicaciones de radiofrecuencia (RF), incluidos circuitos tales como osciladores, de amplitud de salida constante y moduladores, en los que una señal de baja frecuencia controla una señal de alta frecuencia. Figura 10. Amplificador clase C sintonizado.
  • 13. 13 3.8. Amplificadores clase D: Un amplificador clase D está diseñado para que opere con señales digitales o de pulsos. Con este tipo de circuito se logra una eficiencia de más de 90%, lo que lo hace bastante deseable en amplificadores de potencia. Se necesita, sin embargo, convertir cualquier señal de entrada en una forma de onda pulsante antes de utilizarla para excitar una carga de gran potencia y luego volver a convertir la señal en una señal senoidal a fin de recuperar la señal original. Figura 11. Diagrama de bloques de un amplificador clase D. 3.9. Disipadores de calor: Se refiere al uso de cápsulas o marcos metálicos o ventiladores, para eliminar el calor generado en un elemento del circuito. Figura 12. Diagrama de bloques de un amplificador clase D. Figura 13. Disipadores de calor de potencia típicos..
  • 14. 14 4. Etapas de amplificador de audio clase AB En la Figura 14, se muestra el diagrama de bloque de amplificador audio clase AB. Figura 14. Diagrama de bloques del amplificador de audio clase AB. A continuación, se describe cada etapa del amplificador de audio clase AB: 4.1. Etapa diferencial: Proporciona ganancia de tensión y permite que sea más eficiente que en las etapas en emisor común antiguas. También se pueden cancelar ciertos tipos de ruido eléc- trico. 4.2. Etapa de ganancia en voltaje: Proporcionan una ganancia en tensión mucho mayor que la etapa diferencial. 4.3. Etapa de salida: Es una etapa cuya ganancia en voltaje es levemente menor que la unidad, pero que produce ganancia en corriente. La salida de esta etapa posee una réplica del voltaje de la entrada, pero permite que se le demande corriente sin grandes problemas. 5. Diseño del amplificador de audio clase AB A continuación, se muestra el circuito amplificador de audio clase AB:
  • 15. 15 5.1. Análisis en DC: Los capacitores se comportan como circuito abierto. 5.1.1. La etapa diferencial: Los transistores Q1 y Q2 tienen 𝛽𝛽 = 280: 𝐼𝐼𝐸𝐸1 ≈ 𝐼𝐼𝐶𝐶1 ∧ 𝐼𝐼𝐸𝐸2 ≈ 𝐼𝐼𝐶𝐶2 𝐼𝐼𝐸𝐸1 = 𝐼𝐼𝐸𝐸2 𝐼𝐼𝐵𝐵1 = 𝐼𝐼𝐵𝐵2 = 𝐼𝐼𝐶𝐶1 𝛽𝛽1 En la malla I: 10𝑘𝑘𝐼𝐼𝐵𝐵1 + 0.7 + 1𝑘𝑘(𝐼𝐼𝐸𝐸1 + 𝐼𝐼𝐸𝐸2) − 9 = 0 10𝑘𝑘 𝐼𝐼𝐶𝐶1 280 + 0.7 + 2𝑘𝑘𝐼𝐼𝐶𝐶1 − 9 = 0 Entonces: 𝐼𝐼𝐶𝐶1 = 9 − 0.7 10𝑘𝑘 280 + 2𝑘𝑘 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨 En la malla II: 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶1 = 18 − 𝐼𝐼𝐶𝐶1(1.2𝑘𝑘 + 2𝑘𝑘) = 18 − 4.07 𝑚𝑚𝑚𝑚(3.2𝑘𝑘) 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟒𝟒. 𝟗𝟗𝟗𝟗 𝑽𝑽 𝐼𝐼𝐸𝐸 = 𝐼𝐼𝐸𝐸1 + 𝐼𝐼𝐸𝐸2 = 2𝐼𝐼𝐶𝐶1 𝑰𝑰𝑬𝑬 = 𝟖𝟖. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎𝒎𝒎 Los transistores Q1 y Q2 están en la zona activa o lineal. 5.1.2. Etapa de ganancia en voltaje: Si Vcc=9 V y Beta=280, entonces: 𝑉𝑉6.8𝐾𝐾 = 6.8𝑘𝑘(18) 22𝑘𝑘+6.8𝑘𝑘 = 4.25𝑉𝑉 y 𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ = 22𝑘𝑘(6.8𝑘𝑘) 22𝑘𝑘+6.8𝑘𝑘 = 5.19𝐾𝐾 𝑉𝑉𝑡𝑡ℎ = −9 + 𝑉𝑉6.8𝐾𝐾 = −9 + 4.25 = −4.75 𝑉𝑉 𝐼𝐼𝐶𝐶3 = 9 − 0.7 − 4.75 5.19𝑘𝑘 280 + 1.53𝑘𝑘 = 2.29 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑰𝑰𝑬𝑬𝑬𝑬 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟐𝟐. 𝟐𝟐𝟐𝟐 𝒎𝒎𝒎𝒎
  • 16. 16 Analizando la corriente de colector y emisor, se ve claramente que el transistor está en l zona lineal. 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶3 = 18 − (4.7𝑘𝑘 + 1.53𝑘𝑘)𝐼𝐼𝐶𝐶 = 19 − 6.23𝐾𝐾(2.29𝑚𝑚𝑚𝑚) 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟑𝟑. 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕 El transistor Q3 están en la zona activa o lineal. 𝒓𝒓𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 𝟐𝟐. 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 = 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟑𝟑𝟑𝟑 𝛀𝛀 5.1.3. Etapa de salida: Si Vcc=9 V, Beta (Q5 y Q 7) =280 y Beta (Q6 y Q8) =120, entonces: En la malla I: −9 + 1𝑘𝑘𝐼𝐼𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 + 1.4 + 150𝑘𝑘 𝐼𝐼𝐶𝐶4 280 + 0.7 + 220𝐼𝐼𝐶𝐶4 − 9 = 0 𝑰𝑰𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 Entonces: 𝐼𝐼𝐶𝐶4 = 18 − 2.1 150𝑘𝑘 280 + 1𝑘𝑘 + 220 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟗𝟗. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨 En la malla II: −9 + 1𝑘𝑘𝐼𝐼𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 − 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 + 9 = 0 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 = 9.05𝑚𝑚𝑚𝑚(1𝑘𝑘) = 9.05 𝑉𝑉 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 = 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵5 + 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶5 = 0.7𝑉𝑉 + 9.05𝑉𝑉
  • 17. 17 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟗𝟗. 𝟕𝟕𝟕𝟕 𝑽𝑽 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶6 = 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵6 + 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶6 = 0.7𝑉𝑉 + 9.75𝑉𝑉 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒 𝑽𝑽 En la malla III: 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶8 = 18𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶6 = 18𝑉𝑉 − 10.45 𝑉𝑉 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟕𝟕. 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑽𝑽 𝑉𝑉𝐸𝐸𝐸𝐸7 = 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶8 = 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶8 − 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵8 = 7.55𝑉𝑉 − 0.7𝑉𝑉 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = −𝟔𝟔. 𝟖𝟖𝟖𝟖 𝑽𝑽 Los transistores Q6 y Q8 están casi en la zona de corte. En la malla IV: 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶4 = 18 − 2.1 − (1𝑘𝑘 + 0.22𝑘𝑘)𝐼𝐼𝐶𝐶4 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶4 = 18 − 2.1 − (1.22𝑘𝑘)9.05𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝟒𝟒. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖 El transistor Q4 está en la zona lineal. 𝒓𝒓𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 𝟗𝟗. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨 = 𝟐𝟐. 𝟖𝟖𝟖𝟖 𝛀𝛀 5.2. Análisis en AC: Los capacitores se comportan como circuito cortocircuito. Hallando las impedancias de entradas de las etapas de ganancia de tensión y pre am- pliación: 𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 22𝑘𝑘 ∥ 6.8𝑘𝑘 ∥ (280𝑟𝑟𝑒𝑒3 + 280(330)) 𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 22𝑘𝑘 ∥ 6.8𝑘𝑘 ∥ (280(11.35) + 280(330)) 𝒁𝒁𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊 = 𝟒𝟒. 𝟗𝟗𝟗𝟗𝟗𝟗
  • 18. 18 𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 150𝑘𝑘 ∥ (280𝑟𝑟𝑒𝑒4 + 280(220)) 𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 150𝑘𝑘 ∥ (280(2.87) + 280(220)) 𝒁𝒁𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊 = 𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 5.2.1. Análisis de la etapa diferencial: Consideraciones importantes: 𝑟𝑟𝑒𝑒1 = 𝑟𝑟𝑒𝑒2 = 26𝑚𝑚𝑚𝑚 4.07 𝑚𝑚 𝐴𝐴 = 6.38 𝑜𝑜ℎ𝑚𝑚 𝑟𝑟𝑖𝑖1 = 𝑟𝑟𝑖𝑖2 = 280(6.38) = 1.78 𝑘𝑘 𝑉𝑉𝑜𝑜1 = −280(1.2𝑘𝑘)𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −336𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 𝑉𝑉𝑜𝑜2 = − 280(1.2𝑘𝑘 ∗ 4.92𝑘𝑘) 1.2𝑘𝑘 + 4.92𝑘𝑘 𝐼𝐼𝑏𝑏2 = −270.12𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 PARA MODO COMÚN: 𝑉𝑉𝑖𝑖1 = 𝑉𝑉𝑖𝑖2 𝑉𝑉 𝑐𝑐 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 + 𝑉𝑉𝑖𝑖2 2 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 y 𝑉𝑉𝑑𝑑 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 − 𝑉𝑉𝑖𝑖2 = 0 𝐼𝐼𝑏𝑏1 = 𝐼𝐼𝑏𝑏2 Aplicando LVK en cualquiera de las dos mallas I o II:
  • 19. 19 −𝑉𝑉 𝑐𝑐 + 10𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 1.78𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 2(280 + 1)𝐼𝐼𝑏𝑏11𝑘𝑘 = 0 𝐼𝐼𝑏𝑏1 = 𝐼𝐼𝑏𝑏2 = 𝑉𝑉 𝑐𝑐 10𝑘𝑘 + 1.78𝑘𝑘 + 2𝑘𝑘(281) = 𝑉𝑉 𝑐𝑐 573.78𝑘𝑘 𝑉𝑉𝑜𝑜1 = −280(1.2𝑘𝑘)𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −336𝑘𝑘 𝑉𝑉 𝑐𝑐 573.78𝑘𝑘 𝑉𝑉𝑜𝑜2 = − 280(1.2𝑘𝑘 ∗ 4.92𝑘𝑘) 1.2𝑘𝑘 + 4.92𝑘𝑘 𝐼𝐼𝑏𝑏2 = −270.12𝑘𝑘 𝑉𝑉 𝑐𝑐 563.78𝑘𝑘 Las ganancias comunes, identificadas como 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01 𝑦𝑦 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02 (entrada común - salida en una sola terminal)son igual a: 𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 𝑽𝑽𝒄𝒄 = − 336𝑘𝑘 563.78𝑘𝑘 = −𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 𝑽𝑽𝒄𝒄 = − 270.12 563.78𝑘𝑘 = −𝟎𝟎. 𝟒𝟒𝟒𝟒 PARA MODO DIFERENCIAL: 𝑉𝑉𝑖𝑖1 = −𝑉𝑉𝑖𝑖2 𝑉𝑉 𝑐𝑐 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 + 𝑉𝑉𝑖𝑖2 2 = 0 y 𝑉𝑉𝑑𝑑 = 𝑉𝑉𝑖𝑖1 − 𝑉𝑉𝑖𝑖2 = 2𝑉𝑉𝑖𝑖1 𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −𝐼𝐼𝑏𝑏2 Por lo tanto a causa de las dos polaridades de las dos fuentes el nodo E se comporta en pequeña señal como una tierra, es decir 𝑽𝑽𝑬𝑬 = 𝟎𝟎 (cortocircuito). Aplicando LVK en la malla I: − 𝑉𝑉𝑑𝑑 2 + 10𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 1.78𝑘𝑘𝐼𝐼𝑏𝑏1 + 𝑉𝑉𝐸𝐸 = 0 𝐼𝐼𝑏𝑏1 = 𝑉𝑉𝑑𝑑 2(1.78𝑘𝑘 + 10𝑘𝑘) = 𝑉𝑉𝑑𝑑 23.56 𝑘𝑘
  • 20. 20 𝑉𝑉𝑜𝑜1 = −280(1.2𝑘𝑘)𝐼𝐼𝑏𝑏1 = −336𝑘𝑘 𝑉𝑉𝑑𝑑 23.56𝑘𝑘 𝑉𝑉𝑜𝑜2 = − 280(1.2𝑘𝑘 ∗ 4.92𝑘𝑘) 1.2𝑘𝑘 + 4.92𝑘𝑘 𝐼𝐼𝑏𝑏2 = 270.12𝑘𝑘 𝑉𝑉𝑑𝑑 23.56𝑘𝑘 Las ganancias diferenciales, se identifican como 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01 y 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02(entrada dife- rencial - salida en una sola terminal)son igual a: 𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 𝑽𝑽𝒅𝒅 = −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟐𝟐𝟐𝟐 𝑨𝑨𝑽𝑽𝑽𝑽_𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 𝑽𝑽𝒅𝒅 = 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒 𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪 = 𝑨𝑨𝑽𝑽𝒅𝒅𝟎𝟎𝟎𝟎 𝑨𝑨𝑽𝑽𝒄𝒄𝟎𝟎𝟎𝟎 = −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟐𝟐𝟐𝟐 −𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝟓𝟓 = 𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟏𝟏𝟏𝟏 GENERALIZANDO: 𝑉𝑉𝑜𝑜1 = 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01𝑉𝑉𝑑𝑑 + 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_01𝑉𝑉 𝑐𝑐 𝑉𝑉𝑜𝑜2 = 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02𝑉𝑉𝑑𝑑 + 𝐴𝐴𝑉𝑉𝑉𝑉_02𝑉𝑉 𝑐𝑐 Entonces: 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 = −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟑𝟑𝟑𝟑𝑽𝑽𝒅𝒅 − 𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝟓𝟓𝑽𝑽𝒄𝒄 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 = 𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒𝑽𝑽𝒅𝒅 − 𝟎𝟎. 𝟒𝟒𝟒𝟒𝑽𝑽𝒄𝒄 Para nuestro caso 𝑉𝑉𝑖𝑖1 = 3𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 y 𝑉𝑉𝑖𝑖2 = 0: 𝑉𝑉 𝑐𝑐 = 1.5𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑦𝑦 𝑉𝑉𝑑𝑑 = 3𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑉𝑉𝑜𝑜2 = 11.46(3𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚) − 0.47(1.5𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚) 𝑽𝑽𝒐𝒐𝒐𝒐 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 5.2.2. Análisis de la etapa de ganancia de voltaje: 𝑍𝑍𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 44.06𝑘𝑘 𝑟𝑟𝑒𝑒3 = 26𝑚𝑚𝑚𝑚 2.29𝑚𝑚𝑚𝑚 = 11.35 Ω
  • 21. 21 La ganancia de tensión es: 𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 2) = 4.7𝑘𝑘 ∥ 𝑍𝑍𝑖𝑖(𝑃𝑃𝑃𝑃) = 4.7𝐾𝐾 ∥ 44.06𝐾𝐾 = 4.24𝐾𝐾 𝑂𝑂ℎ𝑚𝑚 𝐴𝐴𝑉𝑉(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 2) = − 𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 2) 𝑟𝑟𝑒𝑒3 + 𝑅𝑅𝐸𝐸 = 4.24𝐾𝐾 11.35 + 330 𝑨𝑨𝑽𝑽(𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝟐𝟐) = −𝟏𝟏𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟒𝟒 Para nuestro caso 𝑉𝑉𝑖𝑖 = 33.67𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 : 𝑉𝑉 𝑜𝑜 = 33.67𝑚𝑚 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉(−12.42) 𝑽𝑽𝒐𝒐 = −𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 5.2.3. Análisis de la etapa de preamplificador de voltaje: La resistencia de 150k es una retroalimentación negativa ò retroalimentación paralelo- paralelo: 𝒓𝒓𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 𝟗𝟗. 𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎 𝑨𝑨 = 𝟐𝟐. 𝟖𝟖𝟖𝟖 𝛀𝛀 La ganancia de tensión es: 𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 3) = 1𝑘𝑘 𝐴𝐴𝑉𝑉(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 3) = − 𝑟𝑟𝐶𝐶(𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 3) 𝑟𝑟𝑒𝑒 + 𝑅𝑅𝐸𝐸 = 1𝐾𝐾 2.87 + 220 𝑨𝑨𝑽𝑽(𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝟑𝟑) = −𝟒𝟒. 𝟒𝟒𝟒𝟒 Para nuestro caso 𝑉𝑉𝑖𝑖 = −418.18𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 : 𝑉𝑉 𝑜𝑜 = −418.18𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 (−4.48) 𝑽𝑽𝒐𝒐 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖
  • 22. 22 5.2.4. Análisis de la etapa de potencia: 𝑨𝑨𝑽𝑽 ≈ 𝟏𝟏( 𝒆𝒆𝒆𝒆 𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓𝒓 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 𝒒𝒒𝒒𝒒𝒒𝒒 𝒖𝒖𝒖𝒖𝒖𝒖) 𝑉𝑉𝑖𝑖 = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑉𝑉 𝑜𝑜 = 𝑉𝑉𝑖𝑖𝐴𝐴𝑉𝑉 = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉(1) = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑽𝑽𝒐𝒐 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖 𝑉𝑉𝑜𝑜(𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝) = 1.87𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉√2 = 2.64 𝑉𝑉 𝐼𝐼𝑜𝑜(𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝) = 𝑉𝑉𝑜𝑜(𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝) 𝑅𝑅𝐿𝐿 = 2.64 𝑉𝑉 8 = 0.33𝐴𝐴 𝑷𝑷𝒐𝒐 = 𝟎𝟎. 𝟓𝟓𝑽𝑽𝒐𝒐(𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑)𝑰𝑰𝒐𝒐(𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑) = 𝟎𝟎. 𝟓𝟓(𝟐𝟐. 𝟔𝟔𝟔𝟔)(𝟎𝟎. 𝟑𝟑𝟑𝟑) = 𝟎𝟎. 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒 𝑷𝑷𝑫𝑫𝑫𝑫 = 𝑰𝑰𝑪𝑪𝑽𝑽𝑪𝑪𝑪𝑪 𝝅𝝅 = (𝟎𝟎. 𝟑𝟑𝟑𝟑)(𝟏𝟏𝟏𝟏) 𝝅𝝅 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖 La eficiencia es: % 𝑛𝑛 = 𝑃𝑃𝑜𝑜 𝑃𝑃𝐷𝐷𝐷𝐷 ∗ 100% = 0.44𝑊𝑊 1.89𝑊𝑊 ∗ 100% % 𝒏𝒏 = 𝟐𝟐𝟐𝟐. 𝟐𝟐𝟐𝟐% 6. Simulación Para la simulación se utilizó Multisim, ya que es un Software muy versátil y cuenta con muchos instrumentos de medición (Osciloscopio, analizador de espectros, Diagrama de bode,). 7.1. Corriente continua: a) Diseño considerando una etapa de ganancia: Figura 13. Simulación en cc del amplificador de audio clase ab de una etapa de ganancia de tensión.
  • 23. 23 7.2. Corriente alterna: a) Diseño considerando una etapa de ganancia: Figura 15. Simulación en ac del amplificador de audio clase ab de una etapa de ganancia de tensión. 7.3. Resultado de la simulación Por lo tanto, los resultados son: Figura 17. Resultado de amplificador de audio clase ab de una etapa. Canal 1: Es la salida de la etapa diferencial 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔 Canal 2: Es la salida de la etapa de ganancia de tensión 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑 Canal 3: Es la salida de la etapa de preamplificador 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟏𝟏. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔 Canal 4: Es la salida de la etapa de potencia 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶 = 𝟏𝟏. 𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓
  • 24. 24 Hagamos un análisis del teórico y simulado:  Salida de la etapa diferencial: Teórico: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 Simulado: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 � ∗ 100% 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎 − 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝟑𝟑𝟑𝟑. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒎𝒎 � ∗ 100% = 0.2% Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 0.2%, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental son casi iguales y que tenemos un error de medición muy bajo, por ende, se hizo un buen aná- lisis teórico y también se medió en el laboratorio de manera correcta y esto lo demuestra nuestros resultados obtenidos.  Salida de la etapa de ganancia de tensión: Teórico: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟖𝟖 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 Simulado: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 � ∗ 100% 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎 − 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒. 𝟏𝟏𝟏𝟏 𝒎𝒎 � ∗ 100% = 10.8% Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 10.8 %, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental tienden a ser muy próximos y que tenemos un error de medición literalmente despreciable, por ende, el error de debe a no considerar algunos parámetros y a la aproxima- ción que se está tomando. .
  • 25. 25  Salida de la etapa de preamplificador: Teórico: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖 Simulado: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟏𝟏. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 � ∗ 100% 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖 − 𝟏𝟏. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖 � ∗ 100% = 10.1% Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 10.1 %, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental tienden a ser muy próximos y que tenemos un error de medición literalmente despreciable, por ende, el error de debe a no considerar algunos parámetros y a la aproxima- ción que se está tomando.  Salida de la etapa de potencia: Teórico: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖 Simulado: 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 = 𝟏𝟏. 𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓𝟓 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 − 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 𝑽𝑽𝑶𝑶𝑶𝑶_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 � ∗ 100% 𝐸𝐸𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖 − 𝟏𝟏. 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝟏𝟏. 𝟖𝟖𝟖𝟖 � ∗ 100% = 19.25% Como se observa el error porcentual de la etapa de salida diferencial es 19.25 %, eso significa que nuestro cálculo teórico y experimental tienden a ser muy próximos y que tenemos un error de medición literalmente bajo, ya nos en- contramos en la etapa de potencia y en si va depender la EFICIENCIA de potencia, ya está es un amplificador de potencia clase AB, por ende, el error de debe a no considerar algunos parámetros y a la aproximación que se está tomando. .
  • 26. 26 7. Construcción en físico: Materiales:  3 resistencias 1.2k ¼ W  2 resistencias 10k ¼ W  2 resistencias 1k ¼ W  1 resistencia 22k ¼ W  1 resistencia 6.8k ¼ W  1 resistencia 4.7k ¼ W  1 resistencia 0.33k ¼ W  1 resistencia 150k ¼ W  1 resistencia 0.22k ¼ W  Parlante de 8 Ohm 3W  3 diodos 1N4004  5 transistores BC548A  1 transistores BC558A  2 transistores BD135  Potenciómetro 10k  2 capacitores electrolíticos 10uf  1 capacitor electrolítico 100uF  1 capacitor electrolítico 22uF  1 capacitor electrolíticos 1000uF El datasheet de BC548A: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/2896/MOTOROLA/BC548A.html El datasheet de BC558A: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/44307/SIEMENS/BC558A.html El datasheet de BD135: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/2918/MOTOROLA/BD135.html A continuación, se muestra el circuito, para nuestro caso le implementamos el volumen:
  • 27. 27 Implementado: 𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷 𝒍𝒍𝒍𝒍 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕, 𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒆𝒆𝒆𝒆 𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅ñ𝒐𝒐 𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂 𝒅𝒅𝒅𝒅 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 𝑨𝑨𝑨𝑨.
  • 28. 28 8. Conclusiones • Es bueno hacer un análisis teórico, para comprobar y guiarnos al momento de la experimenta de laboratorio, ya que momento de comparar van diferir un poco esto es debido a muchos factores como tolerancia de las resistencias, mala precisión de medir, considerar modelos completos del transistor, ruido eléctrico, etc. • En un amplificador multietapa la conexión en cascada proporciona una multiplica- ción de la ganancia en voltaje de cada etapa para una mayor ganancia general. • Analizando este circuito amplificador de audio clase AB podemos decir que las etapas amplificadoras entran conectadas en cascada y sabemos que la carga en el primer amplificador es la resistencia de entrada del segundo amplificador. • La característica principal del amplificador diferencial es la gran ganancia cuando se aplican señales opuestas a las entradas, en comparación a la pequeña ganancia resultante de las entradas comunes. La relación de esta ganancia diferencial res- pecto a la ganancia en modo común se llama rechazo en modo común. • Las salidas de amplificador diferencial van a depender de las ganancias en modo común y diferencial, también de las entradas diferencial y común. • En la configuración de emisor común, la ganancia de voltaje es inversora. • Al colocar un capacitor en paralelo con la resistencia de emisor se obtiene una señal mayor de salida, una mejor ganancia en voltaje. • La retroalimentación negativa tiene el efecto de estabilizar la ganancia y mejora la respuesta del sistema. • Un amplificador clase AB se polariza un poco por encima del corte y opera en la región lineal durante poco más de 180° del ciclo de entrada. • La clase AB elimina la distorsión de cruce encontrada en la operación clase B pura. • La eficiencia de un amplificador representa la cantidad de potencia de ca suminis- trada (transferida) desde la fuente de cd. • El diseño del amplificador de audio clase AB, se podría modificar para trabajar con mayores cargar y potencias. Comentario: Está experiencia 8, me gustó mucho, ya que investigué a profundo el tema de amplifica- dores de potencia y apliqué todo lo aprendido de los anteriores laboratorios, también con la ayuda del simulador Multisim pude comprobar los circuitos diseñados, lo cual me dejo satisfecho y muy feliz.
  • 29. 29 9. Bibliografía • Huircan, J. & Carrillo, R. (2011). El Transistor de juntura bipolar (BJT). Temuco: Uni- versidad de la Frontera • SAVANT, C.J.; RODEN, Martín; CARPENTER, Gordon. “Diseño Electrónico”. 3ra. Edición. Edit. Pearson Educación. México. 2000 • MALIK, Norbet. “Circuitos Electrónicos”. 5ta. Edición. Edit. Prentice Hall Hispanoa- mericana S.A. España. 1996 • HORENSTEIN, Mark. “Microelectrónica: Circuitos y dispositivos”. 2da. Edición. Edit. Prentice Hall Hispanoamericana S.A. México. 1997