INTRODUCCIÓN

De forma general, un amplificador es un dispositivo que, mediante la

utilización de energía externa, magnifica la amplitud o intensidad de un fenómeno

físico.

El tipo más común de amplificador es el amplificador electrónico, usado en

casi todos los aparatos electrónicos, como emisores y receptores de radio y

televisión, ordenadores, equipos de comunicación, instrumentos musicales, etc.

Un amplificador electrónico es un dispositivo para incrementar la corriente, el

voltaje o la potencia de una señal. El amplificador realiza esta función tomando

potencia de una fuente de alimentación y controlando la salida para hacer coincidir la

forma de onda de la señal de entrada con la de salida, pero con una amplitud mayor.

Marco teórico

Los amplificadores se dividen en:

Amplificadores clase A

Son aquellos amplificadores cuyas etapas de potencia consumen corrientes altas y continuas de su fuente de alimentación, independientemente de si existe señal de audio o no. Esta amplificación presenta el inconveniente de generar una fuerte y constante emisión de calor. No obstante, los transistores de salida están siempre a una temperatura fija y sin alteraciones.

Amplificadores de clase B

Son aquellos amplificadores que tienen la peculiaridad de no disponer de corriente a través de los transistores si no existe una señal de audio presente. La propia señal de excitación polarizará a los transistores para que entren en conducción y así exciten a su vez a los altavoces. Esta característica hace especialmente indicados a estos tipos de amplificadores en equipos alimentados por baterías, ya que el consumo está íntimamente ligado al nivel de señal de entrada.

Amplificadores de clase C

Este tipo de amplificador tampoco se usa en audio. Los amplificadores de clase C son similares a los de clase B en que la etapa de salida tiene corriente de polarización cero. Sin embargo, los amplificadores de clase C tienen una región de corriente libre cero que es más del 50% del suministro total de voltaje. Las desventajas de los amplificadores de clase B son más evidentes en los amplificadores de clase C, por tanto los de clase C tampoco son prácticos para audio.

Amplificadores de clase AB

Son aquellos amplificadores que reciben una pequeña alimentación constante, independiente de las entradas, en suma a la que será producida en función de la señal. Es decir, contaremos con una alimentación constante mínima y además, el amplificador aumentará también la potencia que entrega a los altavoces en función de las señales de entrada que reciba. Esta es la clase de amplificador más común en el área del autosonido, sin embargo podemos conseguir también de clase A, aunque ya sabemos el alto consumo de corriente de estos aparatos. La clase AB domina el mercado y rivaliza con los mejores de clase A en calidad de sonido. Usa menos corriente que los de clase A y pueden ser más baratos, pequeños, frescos y ligeros.

Amplificadores de clase D

La ventaja fundamental de este tipo de amplificadores es su excelente rendimiento energético, superior en algunos casos al 90-95%, lo que reduce drásticamente el tamaño de los disipadores, y por tanto el tamaño y peso.

Otros amplificadores

Algunos hablan también de las clases E, G y H, aunque las denominaciones no están tan estandarizadas como las clases A y B. Se trata de variaciones de las topologías clásicas aunque confían en la variación de las tensiones de alimentación para minimizar la disipación en los transistores de potencia en cada momento, dependiendo de la señal de entrada. Según ésta variación se realice en varios pasos discretos y de manera continua estaremos ante un amplificador de clase G ó H. Estas clases se suelen limitar a amplificadores para sonorización profesional de elevada potencia, aunque presentan problemas importantes, sobre todo en el caso de la conmutación discreta de los niveles de alimentación.

Para nuestro proyecto utilizaremos los amplificadores clase A y B.

Cálculos para simulación.

Cálculos para amplificador clase B.

Cálculos para la Icmax. , despejamos Icmax de la siguiente ecuación.

Luego calculamos la corriente de base pico.

Voltaje de carga máximo Vlp.

Cálculos de R1 y R2. (R1 = R2)

Luego calculamos el voltaje del diodo.

Con los datos obtenidos anteriormente tenemos la corriente de entrada (Iin).

Para la resistencia de entrada tenemos:

Tendríamos la siguiente ganancia de corriente.

Para la potencia Vcc tenemos:

Para la potencia del transistor tenemos.

NOTA: Los transistores a utilizar: El tip 142 Darlington NPN y su complemento el TIP 147 Darlington PNP.

Los cálculos para el amplificador Clase A:

Usando como referencia los cálculos de la etapa anterior, procedemos al cálculo del amplificador clase A.

Parámetros establecidos:Av=22Β=60VBE=0.7VCC=20v

Sabemos que :

Donde re es un valor muy pequeño de resistencia, el cual no es muy significativo.

Obtenemos la Ic de:

Para RB tenemos:

RB=0.1βRE=0.1(60)(4.29)=25.74

Luego encontramos VBB:

Calculamos la R1 y R2:

Circuito implementado

D11N4007

D21N4007

+V

V220V

Q22N6040

+

C32200uF

Q1TIP141

Q3ECG74

300 Hz

V1-200m/200mV

+

C22200uF

+

C12200uF

SPK18

R1378

R2378

R6188.63

R5502.2

R44.29

R327.12

Señal de entrada

D11N4007

D21N4007

+V

V220V

Q22N6040

+

C32200uF

Q1TIP141

Q3ECG74

300 Hz

V1-200m/200mV

+

C22200uF

+

C12200uF

SPK18

R1378

R2378

R6188.63

R5502.2

R44.29

R327.12

A

0.000ms 2.500ms 5.000ms 7.500ms 10.00ms 12.50ms 15.00ms 17.50ms

200.0mV

150.0mV

100.0mV

50.00mV

0.000mV

-50.00mV

-100.0mV

-150.0mV

-200.0mV

A: v1_1

Señal de salida clase A

D11N4007

D21N4007

+V

V220V

Q22N6040

+

C32200uF

Q1TIP141

Q3ECG74

300 Hz

V1-200m/200mV

+

C22200uF

+

C12200uF

SPK18

R1378

R2378

R6188.63

R5502.2

R44.29

R327.12

A

0.000ms 2.500ms 5.000ms 7.500ms 10.00ms 12.50ms 15.00ms 17.50ms

15.00 V

13.00 V

11.00 V

9.000 V

7.000 V

5.000 V

A: d1_k

Señal de salida clase B

D11N4007

D21N4007

+V

V220V

Q22N6040

+

C32200uF

Q1TIP141

Q3ECG74

300 Hz

V1-200m/200mV

+

C22200uF

+

C12200uF

SPK18

R1378

R2378

R6188.63

R5502.2

R44.29

R327.12

A

0.000ms 2.500ms 5.000ms 7.500ms 10.00ms 12.50ms 15.00ms 17.50ms

4.000 V

3.000 V

2.000 V

1.000 V

0.000 V

-1.000 V

-2.000 V

-3.000 V

-4.000 V

A: c3_2

BIBLIOGRAFÍA.

[1] Savant C. Roden M. Carpenter G. Diseño electronico. Circuuitos y

sistemas. Prentice Hall.

[2] Boylestad R. Nashelsky L. Electrónica teoria de circuitos. Prentice Hall.