Potencia de entrada.

Es la potencia extraída de la fuente:

Potencia de salida.La corriente y el voltaje de salida varían alrededor del punto de operación

ANALISIS DE POTENCIA

Eficiencia o rendimientoRepresenta la cantidad de potencia ac transferida desde la fuente de dc hacia la carga

Potencia disipada en el transistor

ANALISIS DE POTENCIA

Determinación de la eficiencia máxima

ANALISIS DE POTENCIA

AMPLIFICADOR DE POTENCIA CLASE A

Curvas de un amplificador clase “A .

Operación de una etapa de amplificación  Recta de carga dcLa recta de carga es una línea vertical en . Punto de operación se obtiene gráficamente, es el punto de intersección entre la recta de carga dc y la corriente de base establecida por el circuito. Recta de carga acEs necesario calcular la resistencia de carga vista, en este caso la excursión de voltaje de la señal de salida puede exceder ; es necesario verificar que la posible excursión de voltaje no exceda los valores nominales máximos del transistor.

AMPLIFICADOR ACOPLADO CON TRANSFORMADOR:

Rectas de carga y puntos de trabajo

AMPLIFICADOR ACOPLADO CON TRANSFORMADOR:

Operación de una etapa de amplificación  

AMPLIFICADOR ACOPLADO CON TRANSFORMADOR:

Potencia de ac de salida:

AMPLIFICADOR ACOPLADO CON TRANSFORMADOR:

Potencia de entrada.Es la potencia extraída de la fuente:Potencia disipada en el transistorLa potencia media disipada en el dispositivo de amplificación en forma de calor, será:

Eficiencia o rendimiento.

Eficiencia teórica máxima.

AMPLIFICADOR ACOPLADO CON TRANSFORMADOR:

Se puede considerar un funcionamiento igual al de tipo acoplado directo con la diferencia de que el condensador nos proporciona más estabilidad por el hecho de cargarse y descargarse, demás la Rc ya no es la carga sino del colector se acopla la carga RL

ACOPLAMIENTO CON CONDENSADOR:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

VCE(V)

IC(mA)

Qo=(8.93V;907mA)

ICmax = 1.8A

VCC=18VCE

ICIB=9.07mA

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

𝑆𝑒 ñ𝑎𝑙𝑒𝑠𝑑𝑒𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑦 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 :

EJEMPLO:

𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒𝐵𝑜𝑑𝑒 :

EJEMPLO:

𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒𝐵𝑜𝑑𝑒 :

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒𝐵𝑜𝑑𝑒 :

EJEMPLO:

𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒𝐵𝑜𝑑𝑒 :

Se va a diseñar un amplificador de potencia para audio ,funcionando en clase AB. Se ha elegido una potencia de 30 W y una pequeña etapa amplif icadora compuesta por un transistor . La frecuencia inferior de corte se elige de 20 Hz. El diseño parte de la potencia requerida y de la impedancia del altavoz. Se diseña de derecha a izquierda. Suponiendo una potencia de 30 W sobre un altavoz de 8 omh el primer paso consiste en calcular la tension de alimentacion

AMPLIFICADOR AB

Como P=VL*IL; IL=VL/RL RESULTA :

VL representa el valor eficaz. Al estar alimentado el amplificador con una alimentación simetrica, la maxima desviación de la tension en la carga es Vcc. Resulta: Sustituyendo

Depejando se tiene: Sustituyendo para obtener una ……………………………………alimentación simetrica

CÁLCULO DE FUENTE

Las resistencias R9 y R11 se eligen de 0,47 ohm. Al se de potencia, es necesario calcular la potencia disipada.

R9 y R11 son resistencias de 0,47 ohm y con una capacidad de Disipación superior a 3,55W

CARACTERÍSTICAS DE LAS RESISTENCIAS R9 Y R11

Q4 es transistor NPN en configuración Darlington junto con Q6,Q3 es un transistor PNP en configuración darlington complementario junto con Q5.Q4 y q5 equivalen a un transistor NPN de

CÁLCULO DE TRANSISTORES

Los transistores Q y Q6 tienen las siguientes Caracteristicas:

Q3 y Q5 equivalen a un transistor PNP de Los trasistores de potencia tienen un B aprox. Por ejemplo se elige el 2n3055Para Q4 se elige un transistor de B=100 (2n2222A). Para Q5, un transistor PNP de B=100, Por ejemplo del 2n2905

CÁLCULO DE R8

Se necesita saber la corriente de pontencial en extremos. En reposo, la tension en RL es 0V. Despreciando la caida de tension en la Resistencia de 0,47 ohm, la tension en la base de Q4 es 1,4V.El valor maximo de la corriente por la base es:

Se toma para R4 una corriente ligeramente superior para garantizar que los diodos y el transistor Q2 siempre estan conduciendo. Por ejemplo

C4 garantiza la union eléctrica de las bases de los transistores para alterna. Se puede realizer un calculo aproximado para obtener el valor del mismo.

Sustituyendo

La eleccion de los diodos D1, D2 y D3.La corriente que circula por los diodos es pequeña, 5mA. Sirve cualquier diodo de señales, como por ejemplo el 1N4148.

CÁLCULO DE C4

Q2 es un transistor que funciona con una corriente y una tensión reducida. Cualquier transistor de señales sirve para esta aplicación. Se elige el transistor NPN 2N2222A de B=100.R7 debe calcularse de forma que permita el correcto funcionamiento del transistor Q2 para cualquier variacion de la señal de entrada. Se elige una caída de tensión Vcc/10, es decir 2,2V.

Se elije una corriente por R5 y R6 superior a la de la base. La corriente por la base de Q2 es :

Se tomaa una corriente de 1mA. Esta forma se despreciar la de base.

ELECCIÓN DE Q2, CÁLCULO DE R7, R5

La corriente es de 1mA. La diferenia de potencial en extremo es:La resistencia es:

El transistor q1 es un transistor de señal. Se puede elegir perfectamente el 2N2222A

CÁLCULO DE R6,ELECCIÓN DE Q1,

Se elige una corriente de colector de 10mA, un punto de funcionamiento en clase A y una tensión de emisor de 2,2V. A partir de estos datos se diseñan las resistencias:

En el collector de Q1 se tiene la siguiente tension:

La Resistencia R4

CÁLCULO DE R3 Y R4

La ganancia de la etapa es:Suponiendo que esta trabajando a una frecuencia superior a la de corte. La impedancia de entrada de la siguiente etapa es:

Con rd2= 25mV/5mA= 5 ohmnRd1 se calcula de igual forma rd1=25mV/10mA= 2,5 ohmCalculando R4//Ze2 se obtiene R4//Ze2=654 ohm La ganancia es

La ganancia Av es: Av=654/222,5 =2,9Siendo AV= V2/v1

LA GANANCIA DE LA ETAPA

Se cálcula a partir de la siguiente expresión:

Se elige una superior. Por ejemplo uno de 10uf= C3

CÁLCULO DE C3, C1

La corriente por la base de Q1 es Ib1= Ic/100= 0,1mASe toma una corriente por R2 diez veces superior para poder hacer aproximaciones: Io=1mALa tension en la base de Q1 esVb1=Ve1+Vbe=2,2+0,7=2,9VR1=2,9/1mA=2900 ohm.R2 se calcula a partir de:

CÁLCULO DE R1 Y R2

La impedancia de entrada del amplificador se cálcula de la siguiente expresión:

El calculo de C1 se realiza a partir de la impedancia de entrada y de la frecuencia inferior de corte

Se toma uno de 10uF para C1

CÁLCULO DE LA IMPEDANCIA DE ENTRADA Y DE C1

Resultados obtenidos en los extremos del alta voz para una señal de entrada de 500mV son:

SIMULACIÓN DEL CIRCUITO

DIAGRAMA DE BODE