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AMPLIFICADORES DE POTENCIA CLASE C

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Jheferson Torrecilla Galvis

on 7 October 2013

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Transcript of AMPLIFICADORES DE POTENCIA CLASE C

Notes
Detección de averías
Ecuaciones universales
Ancho de banda
AMPLIFICADORES DE POTENCIA CLASE C
FUNCIONAMIENTO EN CLASE C
Con la clase B, necesitamos circuitos de contrafase. Por esto, la mayoría de los amplificadores de clase B son amplificadores en contrafase, con la clase C necesitamos usar circuitos resonantes para la carga. Por ello, la mayoría de amplificadores de clase C son amplificadores sintonizados.
Frecuencia De Resonancia.
Recta de carga.
La recta de carga para continua es aproximadamente vertical, ya que la resistencia de la autoinducción Rs es muy pequeña. La recta de carga para continua no es importante, ya que el transistor no está polarizado. La que es importante es la recta de carga para alterna. Como se indica, el punto Q está en el extremo inferior de la recta de carga. Cuando una señal está presente, el funcionamiento instantáneo mueve el punto Q hacia arriba a través de la recta de cargas hacia el punto de saturación. El pulso máximo de la corriente de colector viene dado por la corriente de saturación Vcc/rc.
Desplazamiento de corriente continua de la señal de entrada
La señal entrada excita el diodo emisor y los pulsos de corriente amplificada llegan al circuito resonante. En un amplificador clase C sintonizado, el condensador de entrada es causante del desplazamiento negativo. Por esta razón la señal que aparece en el emisor esta negativamente desplazada.
Caída de corriente para resonancia.
Cuando un circuito LC está en resonancia, la impedancia de carga para alterna para la corriente de colector es máxima y puramente resistiva. Por tanto la corriente de colector es mínima en resonancia. Por arriba y debajo de la resonancia, la impedancia de carga de alterna decrece y la corriente de colector aumenta.
Resistencia de colector para corriente alterna.
circuito equivalente para alterna
Señal de entrada desplazada negativamente en la base
La corriente de colector fluye en pulsos.
Filtrando los armónicos.
El circuito resonante de colector de corriente alterna tiene una alta impedancia solamente en la frecuencia fundamental f. Esto produce una gran ganancia de tensión en la frecuencia fundamental. Por otro lado el circuito resonante tiene una impedancia muy baja para los armónicos superiores, lo que provoca una ganancia de tensión muy pequeña es por esto por lo que la tensión que atraviesa el circuito resonante es casi como la onda de tension del colector. Como todos los armónicos superiores son filtrados, solo la frecuencia fundamental aparece en el circuito resonante.

circuito de colector de corriente alterna.
Onda de tensión en el colector.
Como los amplificadores de clase C sintonizados tienen una señal desplazada negativamente, podemos usar un voltímetro con una alta impedancia para medir la tensión en el diodo emisor si el circuito funciona correctamente tendremos lecturas de tensión negativas aproximadamente iguales al pico de la señal de entrada.
El test de voltímetro puede ser útil cuando no tengamos un osciloscopio a mano. Con el osciloscopio, sin embargo obtendremos una comprobación más uniforme de lo que ocurre en el diodo emisor. Veríamos una onda negativamente desplazada cuando el circuito funcione correctamente.

Ciclo de trabajo
Ángulo de conducción
Disipación de potencia en el transistor
Como la tensión máxima es aproximadamente 2Vcc, el transistor deberá de tener una Vceo mayor que 2Vcc.
La máxima salida viene dada por:
La siguiente figura muestra un amplificador sintonizado de RF. La tensión de entrada de alterna alimenta la base y aparece una tensión de salida amplificada en el colector. La señal amplificada e invertida esta acoplada por condensador a la resistencia de carga.
Debido al circuito resonante en paralelo la tensión de salida es máxima en la frecuencia de resonancia, dada por:
En el resto de frecuencias, la ganancia de tensión cae como muestra la siguiente figura. Por esta razón, un amplificador sintonizado de clase C es comúnmente usado para amplificar señales de radio y televisión.
El ancho de banda (BW) de un circuito resonante viene definido como:
La frecuencia de potencia media es igual a la frecuencia en la cual la ganancia en tensión es 0,707 veces la ganancia máxima, como se muestra en la siguiente figura. A menor (BW), se estrechara el ancho de banda del amplificador.
Con la ecuación anterior es posible conseguir esta nueva ecuación para el ancho de banda donde Q es el factor de calidad del circuito:
Cualquier autoinducción tiene una resistencia en serie Rs. El valor de Q parada autoinducción está definido como:
La resistencia en serie de una autoinducción puede ser sustituida por una resistencia en paralelo Rp. cuando Q es mayor que 10, esta resistencia equivalente viene dada por:
En la figura anterior, XL cancela a XC en el punto de resonancia, quedando solo RP en paralelo con RL. Por ello, la resistencia vista desde el colector en resonancia es:
El valor de Q para el circuito total viene dado por:
En este circuito, Q es menor que QL, factor de calidad de la bobina. En la práctica, en los amplificadores de clase, el valor de QL es típicamente 50 o mayor. Como el valor de Q total es 10 o más, el funcionamiento es de banda estrecha.
La breve excitación del diodo emisor en cada pico positivo produce estrechos pulsos de corriente de colector. Con pulsos como estos, es conveniente definir el ciclo de trabajo como:
Una forma equivalente de estudiar el ciclo de trabajo es usando el ángulo de conducción Ø.
La figura anterior muestra la corriente de colector para un amplificador de clase C. Normalmente, el ángulo de conducción Ø es muy inferior a 180°.
La potencia máxima de disipación de un transistor puede ser calculada a partir de:
Rendimiento de la etapa
La figura anterior muestra como el rendimiento óptimo para la etapa varía con el ángulo de conducción. Cuando el ángulo de conducción es de 180°, rendimiento de la etapa es del 78,5 por 100, el máximo teórico para un amplificador de clase B. Cuando el ángulo de conducción disminuye, el rendimiento de la etapa aumenta. La clase C tiene un rendimiento máximo del 100 por 100, cuando nos acercamos a ángulos de conducción muy pequeños.
Ejercicio
Si QL vale 100 y la frecuencia de resonancia vale 5,19MHz en el siguiente circuito ¿Cuál es el ancho de banda del amplificador?
Bibliografía
• Albert Paul Malvino. (2000). Principios de electrónica. (6ª edición). España. McGraw Hill.
• Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky. (2003). Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. (8ª edición). México. Prentice Hall.

Realizado por: Jheferson Fernney Torrecilla Galvis
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