Deber 1 electronica anlogica

8/14/2019 Deber 1 electronica anlogica

1/12

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA ELECTRONICA

MAPA CONCEPTUAL DE AMPLIFICADORES DE POTENCIA

LUIS CAZAR

JULIO LAYEDRA

JUAN ROBALINO

Quito,12 de Marzo del 2010


2/12


3/12

14.5En un aplicador clase B seemplean dos transistorescomplementarios que son declase npn y pnp para poder llevar a cabo la operacin decontrafase.

En la siguiente figura podemosobservar al amplificador complementario en contrafase.

Para v1>0 el transistor Qp semantiene desactivado y el transistor Qn opera como seguidor de emisor.Con un valor lo suficientementegrande v1, Q1 el voltaje de salidamximo es positivo.

VCE(max)= VCC-VCE1(sat)

Para v1< 0, el transistor Qn semantiene desactivado y el transistor Qp funciona como seguidor emisor ycon un valor lo bastante grande paraV1 y Qp el voltaje de salida es

negativo.-VCE(max) = -(VCC VCE2(sat)=

-VCC + VCE1(sat)

Para calcular la potencia desalida y eficiencia tenemos lassiguientes formulas.

Para calcular la eficiencia delmismo tenemos:

En consecuencia la eficienciamxima del amplificador clase bcomplementario en contratase esmucho mas elevada que la de unode clase A


4/12

Formas de Onda de seal:La corriente de entrada es senoidal lo vamos a ver en lasiguiente figura:

la corriente de carga esta compuesta por las corrientes delcolector ic1, ic2.La corriente de carga esta distorsionadacerca del cruce cero, por que lostransistores son dispositivos no lineales y

por que la corriente de base ib=0

Potencia de salida y Eficiencia:

Minimizacin de la zona muerta: La zona muerta pude reducirse a ceromediante la retroalimentacin con unamplificador operacional serie - paralelo

La eficiencia de potencia de unamplificador clase b se puede mejorar realizando una configuracin de clase Ben contrafacer acoplada por untransformador.

Tiene tres fases: El transformador de entradaTX1.

La entrada de ganancia de lostransistores Q1 y Q2,

trasformador de salida TX2.

Para proporcionar a los mismos elvoltaje de polarizacin se emplea unaresistencia o una batera.


5/12

Resumen:

Un amplificador clase B, un transistor npn, y pnp forman un par, y cadauno de ellos acta como conductor durante solo 180 gardos. Como

podemos observar en las graficas respectivas, adems la corriente de

polarizacin de cd es cero, como tambin la eficiencia y la potenciamxima de los transistores es de 78.5% y la cifra mxima es solo el 20%.

Por medio de la retroalimentacin se puede disminuir hasta la distorsinque se ocasiona debido a las cadas de voltaje base-emisor en contrafacer almostrar esa zona muerta que ya habamos mencionado anteriormente.

14.6 AMPLIFICADORESCLASE ABCOMPLEMENTARIOSEN CONTRAFASE:

La distorsin de un

amplificador clase Bcomplementario es eliminadacon un amplificador clase AB.En este los transistoresfuncionan en la regin deentrada cuando el voltaje deentrada es pequeo, cada uno deellos se polariza y conduce par una pequea corriente de

polarizacin. Como se ilustra enlas siguientes figuras:

Caractersticas de transferencia:El voltaje de salida Vo esta dado

por: Vo= V1+Vbb/2-VBen (=Vebp)

Para un vo positivo, fluye unacorriente io por Rl:

iN= ip+ioCualquier incremento en in escausa del incremento en Vben.

Potencia de salida y Eficiencia:Las relaciones de potencia en losamplificadores de clase AB soniguales a los de clase B. exceptoque en el circuito AB disipa una

potencia polarizacin IqVCC por cada transistor por tanto se puededeterminar la potencia promediosuministrada or la fuente.


6/12

Para evitar elempalamiento trmico sedeben reducir los voltajesde polarizacin a medidaque aumenta latemperatura.

Ps= 2IpVcc= Vcc(Iq+2Ip/PI)

Polarizacin de diodos:el incremento en lacorriente del colector aumenta conforme a latemperatura y esto hace que aumente ladisipacin de potencia y esto a su vez aumentala corriente del colector y hace que sigse sigaelevando la temperatura.Esto sucede gracias a que utilizamos elfenmeno de retroalimentacin positiva a este

fenmeno se lo conoce como empalamientotrmico. Los transistores deben estar

protegidos o si no sern destruidos por estecaso.

La mejor manera de esutilizar diodos decompensacin a los lados delos transistores ya que conde acuerdo a que estos consus residencias y a medidaque siga aumentando latemperatura en la mismacantidad que Qn y Qp por tanto los diodos se montansobre la parte metlica y seasegura la conduccin decorriente de polarizacin de

base para Qn.

Polarizacin con diodos y con unafuente activa de corriente:La tcnica de polarizacin se utiliza enlos circuitos integrados; sin embargo envez de una resistencia discreta, es normalutilizar una fuente activa de corriente.En los circuitos integrados en vez dediodos se utilizan transistores con elcolector en corto circuito.


7/12

Caractersticas de transferencia:El voltaje entre las bases Qp y Qnes igual a la cada de voltaje entrelos diodos.

Vbb =Vd1 + Vd20.7+0.7=1.4V

El voltaje base emisor de Qnesta dado por:

Vben = Vbb Vebp = 1.4 - Vebp

En la figura de arriba podemos ver lascaractersticas de latransferencia masdetalladamente como laeliminacin de la zonamuerta, as comotambin un desvo devoltaje Vebp, que se

puede reducir prcticamente hasta cerocon la retroalimentacin.

Polarizacin con un multiplicadorVbe:En la siguiente figura veremos unmultiplicador de Vbe que ajusta elvoltaje de polarizacin Vbb .El circuito tiene un transistor Q1,con un resistor R1 conectado entresu base y emisor, y un resistor deretroalimentacin Rf conectado

entre el colector y la base, la fuentede corriente Ir alimenta al circuitomultiplicador y proporciona lacorriente de base para Qn.

Si Is1 es la corriente desaturacin de Q1, as como:

Bajo las condiciones de polarizacin iO= 0, y lacorriente de base Qn es losuficientemente pequea paraque se pueda despreciar tenemos:


8/12

Un transistor pnp tiene una

capacidad limitada paraentregarnos una potencia enmili watts, as que debemosutilizar transistores npn quenos entrega una potencia desalida en watts.Para esto se debe partir de un

pnp Qp y de un npn de alta potencia Qn1, as se fabricaun transistor pnp compuesto.Esta configuracin se la puedeobservar en la siguientefigura:

El transistor pnp compuesto puede ser remplazado por una combinacin MOS-

bipolar que se conoce comoPMOS compuesto comovamos a observar acontinuacin:

14.7 AMPLIFICADORES CLASEAB CUASICOMPLEMENTARIOSEN CONTRAFASE:


9/12

14.8 AMPLIFICADORES CLASEAB EN CONTRAFASEACOLPLADOS POR TRANSFORMADOR

Los amplificadores acoplados por transformador ofrecen una mayor eficiencia en potencia, sufren de nolinealidades de distorsin por lascaractersticas no lineales deltransformador.

Los efectos de no linealidad y dedistorsin se pueden eliminar aplicandoretroalimentacin negativa en serie

paralelo. Como se muestra en la siguientefigura:

El amplificador tiene tres etapas:Emisor comn para ganancia devoltaje.Un seguidor de emisor paraacoplamiento de impedancia.Etapa de salida para la salida dealta potencia.

La retroalimentacin le da alamplificador las caractersticasnecesarias para obtener una bajaimpedancia de salida y una elevadaimpedancia de entrada.


10/12


11/12

-Los transistores de una etapa de salidanormalmente estan protegidos contra las corrientesexcesivas que resultan de corto circuitos.-La proteccin se puede proveer agregando un

transistor adicional y un pequeo resistor decolector para cada uno de los transistores de salida- La proteccion termica se obtiene aprovechando elcoeficiente negativo de temperaturade un transistor y el coeficiente positivo detemperatura de un diodo zener

PROTECCIN CONTRACORTOCIRCUITO Y

PROTECCIN TRMICA

la

La etapa de salida normalmente esta protegida contra cortocircuito y contra unaelevacin excesiva de la temperatura.

Proteccin contracortocircuito

Proteccin Trmica

est

formado por el transistor Q1 y elresistor RE1

las

cadas de voltaje a travs de losresistores de emisor disminuirnel voltaje de salida en la mismacantidad, por tanto , los valoresde RE1 y RE2 deben ser bajoscomo sea posible y estndeterminados a partir de :

)(

121

med O

BE E E

i

V R R ==

est

formada por dos transistores (Q1 y Q3 ), trestransistores ( R1 , R2 , R3 ) y un diodo zener.

Elevacin mxima permisible de temperatura T se puede calcular a partir de:

la

( )[ ] )ln (21

133

s

RT B E Q D Z I

I V

R R

RV K K T =

+++

K DZ = coeficiente de temperatura del diodozener, en V/CK Q3= coeficiente de temperatura del transistor Q3 , en V/CVBE3 = voltaje base-emisor de polarizacion deQ3


12/12

Bibliografa

1. M. H. Rashid, Power electronics- circuits , Devices , and Aplications. EnglewoodCliffs, NJ: Prentice Hall, Inc., 1993, capitulo 16

Deber 1 electronica anlogica

Documents

Transcript of Deber 1 electronica anlogica