AMPLIFICADORES DE POTENCIA
INEL4202
-VCC
VCC
0.7V
vi RL
+
-vCE
IEE
IEE+VCC/RL
VCC+IEERL
load line
iC
vCE
QIEE
VCC
Q1
Clase A
iC = IEE +VCC vCE
RL
Para poder tener amplitud de vO maxima, Q debe es-
tar en el medio de la linea de carga.
2IEE = IEE +
VCC
RL
IEE =
VCC
RL
PDC
= 2 VCC
IEE
= 2V 2
CC
RL
PL,max
=v2
o,max
2RL
=V 2
CC
2RL
max
=P
L,max
PDC
100% = 25%
Eficiencia máxima del Clase A
PL,max requiere que la salida sea la mas grande posible (sin recorte). Si PL no es la máxima, η < 25% pues PDC sigue teniendo el mismo valor.
las 2 fuentes dc
Disipación de potencia en el transistorCaso general: vO = Vpicosin(t)
iC = IEE + iL = IEE +
vO
RL
=
VCC
RL+
Vpico
RLsin t
vce = VCC vO = VCC Vpico sin t
P (t) = iCvce =
V 2CC
RL
V 2pico
RLsin
2 t
PD =
1
T
Z T
0iCvcedt =
V 2CC
RL
V 2pico
RL
1
T
Z T
0sin
2 tdt
PD =
V 2CC
RL
V 2pico
2RL
Peor caso:
vO = 0 vce = VCC iC = IEE =
VCC
RL
PD =
V 2CC
RL= 2 PL,max
Ejemplo
1. Diseñe un amplificador clase A capaz de entregar 10 watts a una carga de 100Ω. Especifique VCC, IEE, y la potencia que deben poder entregar las fuentes d.c.
2. Determine la potencia que debe poder disipar el transistor si la salida es (a) aleatoria, y (b) una senosoidal de amplitud constante igual a VCC/2.
3. Cual es la eficiencia del amplificador en este ultimo caso?
Clase B y clase AB
VCC
-VCC
vi vo
RL
Q1
Q2
VCC
-VCC
vi vo
RL
Q1
Q2
Class B Class AB
R1
R2
D1
D2
Corriente promedio: IC,ave =
VCC
RL
Potencia promedio provista por cada fuente dc:
PDC = VCCIC,ave =
V 2CC
RL
Potencia maxima disipada en la carga:
PLmax
=
V 2CC
2RL
Eficiencia maxima:
max =
PLmax
2 PDC=
4
100% 79%
PD en los 2 transistores, general
corriente colector
(peor caso, cada transistor)
PL =
V 2pico
2RLiC,ave =
Vpico
RL
PDC =
2
VCCVpico
RL
PD2 = PDC PL =
2
VCCVpico
RL
V 2pico
2RL
PD2
Vpico
= 0 para el valor de Vpico que produce PD maxima
Vpico =
2
VCC
PD =
1
2
V 2CC
RL
potencia provista por las 2 fuentes dc
Ejemplo
1. Diseñe un amplificador clase B capaz de entregar 10 watts a una carga de 100Ω. Especifique VCC y la potencia que deben poder entregar las fuentes d.c.
2. Determine la potencia que debe poder disipar el transistor si la salida es (a) aleatoria, y (b) una senosoidal de amplitud constante igual a VCC/2.
3. Cual es la eficiencia del amplificador en este ultimo caso?
-VEE
+VCC
vI
vO
RL
Ibias
D1
D2
QN
QP
Clase AB - polarización usando 2 diodos
-VEE
+VCC
vI
vO
RL
Ibias
QN
QP
Q1R1
R2
Clase AB polarización usando un “VBE multiplier”
Q19
Q18
R10
VCC
-VEE
180µA
Q14
Q20
40kΩ
Polarización de la tercera etapa del uA741
180µA = iC18 +
iC18
201
+
vBE18
R10
vBE18 = 25mV log (
iC18
10
14A)
1.005iC18 = 180µA (.625µA) log (
iC18
10
8µA)
iC18 = 164.5µA i
C19 = 15.5µA vBE18 = 0.588V v
BE19 = 0.529V
Vtotal
= 0.588V + .529V = 1.117V = VBQ14 V
BQ20
vBE14 = v
EB20 = 558.5mV
iC14 = i
C20 = 3 10
8µA exp
558.5
25
= 151µA
Parameter npn pnpIS 1014A 1014A 200 50VA 125 50