Los amplificadores son circuitos que se utilizan a aumentar (amplificar) el valor de la señal de entrada (generalmente muy pequeña) y así obtener una señal a la salida con una amplitud mucho mayor a la señal original.
ENTRADA
SALIDA
Algunas veces la amplificación puede causar que la señal a la salida del amplificador salga distorsionada causada por una amplificación muy grande.
Hay que tomar en cuenta que un amplificador no puede tener en su salida niveles de voltaje mayores a los que la fuente de alimentación, que lo alimenta, le puede dar.
Ejemplo: Si el amplificador es alimentado por 12 Voltios. La señal de salida no podrá tener un voltaje mayor a este.
Nota: Para aumentar la potencia de salida de un amplificador normalmente se aumenta la cantidad de corriente que éste puede suministrar. Acordarse que:
Hay que tomar en cuenta que un amplificador no puede tener en su salida niveles de voltaje mayores a los que la fuente de alimentación, que lo alimenta, le puede dar.
Ejemplo: Si el amplificador es alimentado por 12 Voltios. La señal de salida no podrá tener un voltaje mayor a este.
Nota: Para aumentar la potencia de salida de un amplificador normalmente se aumenta la cantidad de corriente que éste puede suministrar. Acordarse que:
P (potencia) = V (voltaje) x I (corriente)
Si no puede aumentar el voltaje hay que aumentar la corriente.
Un caso muy común de amplificador es el que usa transistores bipolares, hay otros que utilizan amplificadores operacionales, tubos o válvulas electrónicas, FETs, etc.
En el caso que se muestra en los diagramas, se ve que la señal de salida (diagrama inferior) es mayor que la de la entrada (diagrama posterior), pero adicionalmente está invertida.
Caso algunas veces se presenta en amplificadores y se llaman amplificadores inversores
Los Amplificadores Operacionales y otros circuitos analógicos, suelen basarse en:
1 - Los amplificadores diferenciales
2 - Etapas de ganancia implementados por amplificadores intermedios acoplados en corriente continua y
3 - Una etapa de salida tipo push-pull (etapa clase B en contrafase)
Ver el siguiente gráfico, donde se muesta el diagrama de bloques con la configuración interna de un amplificador operacional.
Principio de funcionamiento del Amplificador diferencial
El amplificador diferencial básico tiene 2 entradas V1 y V2.
Si la tensión de V1 aumenta, la corriente del emisor del transistor Q1 aumenta (acordarse que IE = BxIB), causando una caida de tensión en Re.
Si la tensión de V2 se mantiene constante, la tensión entre base y emisor del transistor Q2 disminuye, reduciéndose también la corriente de emisor del mismo transistor.
Esto causa que la tensión de colector de Q2 (Vout+) aumente.
La entrada V1 es la entrada no inversora de un amplificador operacional
Del mismo modo cuando la tensión en V2 aumenta, también aumenta la la corriente de colector del transistor Q2, causando que la tensión de colector del mismo transistor disminuya. (Vout+) disminuye.
La entrada V2 es la entrada inversora del amplificador operacional
Si el valor de la resistencia RE fuera muy grande, obligaría a la suma de las corrientes de emisor de los transistor Q1 y Q2, a mantenerse constante, comportándose como una fuente de corriente
Entonces, al aumentar la corriente de colector de un transistor, disminuirá la corriente de colector del otro transistor.
Por eso cuando la tensión V1 crece, la tensión en V2 decrece.
Amplificador Push-Pull. (amplificador contrafásico)
Se llama amplificador contrafásico, pues utilizan 2 grupos de transistores. Cada grupo se encarga de amplificar una sola fase de la onda de entrada.
Un grupo es de color amarillo y el otro es de color verde. (en este caso sólo hay un transistor por grupo). Cuando un grupo entra en funcionamiento el otro entra está en corte y viceversa.
Un amplificador emisor común se utiliza para amplificar señales pequeñas. En esta configuración la tensión de la señal de salida tiene prácticamente la misma amplitud que la de la señal de entrada (ganancia unitaria) y tienen la misma fase.
Cuando la señal de entrada es grande y lo que se desea es ampliar la capacidad de entrega de corriente, se utiliza un amplificador contrafásico o push-pull. (amplificador de potencia).
El amplificador que se muestra en el siguiente gráfico está constituido por dos transistores. Uno NPN y otro PNP de las mismas características
Si la tensión de V2 se mantiene constante, la tensión entre base y emisor del transistor Q2 disminuye, reduciéndose también la corriente de emisor del mismo transistor.
Esto causa que la tensión de colector de Q2 (Vout+) aumente.
La entrada V1 es la entrada no inversora de un amplificador operacional
Del mismo modo cuando la tensión en V2 aumenta, también aumenta la la corriente de colector del transistor Q2, causando que la tensión de colector del mismo transistor disminuya. (Vout+) disminuye.
La entrada V2 es la entrada inversora del amplificador operacional
Si el valor de la resistencia RE fuera muy grande, obligaría a la suma de las corrientes de emisor de los transistor Q1 y Q2, a mantenerse constante, comportándose como una fuente de corriente
Entonces, al aumentar la corriente de colector de un transistor, disminuirá la corriente de colector del otro transistor.
Por eso cuando la tensión V1 crece, la tensión en V2 decrece.
Amplificador Push-Pull. (amplificador contrafásico)
Se llama amplificador contrafásico, pues utilizan 2 grupos de transistores. Cada grupo se encarga de amplificar una sola fase de la onda de entrada.
Un grupo es de color amarillo y el otro es de color verde. (en este caso sólo hay un transistor por grupo). Cuando un grupo entra en funcionamiento el otro entra está en corte y viceversa.
Un amplificador emisor común se utiliza para amplificar señales pequeñas. En esta configuración la tensión de la señal de salida tiene prácticamente la misma amplitud que la de la señal de entrada (ganancia unitaria) y tienen la misma fase.
Cuando la señal de entrada es grande y lo que se desea es ampliar la capacidad de entrega de corriente, se utiliza un amplificador contrafásico o push-pull. (amplificador de potencia).
El amplificador que se muestra en el siguiente gráfico está constituido por dos transistores. Uno NPN y otro PNP de las mismas características
El transistor Q1 tendrá polarización directa en los semiciclos positivos (ver color amarillo) y a través de RL (resistor de carga) aparecerá una señal que sigue a la entrada (esto significa que la señal de entrada y salida están en fase).
En los ciclos negativos (color verde) el transistor Q1 se pone en corte y no aparecerá señal en la salida (se parece a la salida de un rectificador de media onda)
El transistor Q2 tendrá polarización directa en los semiciclos positivos (ver color verde) y a través de RL aparecerá una señal que sigue a la entrada (están en fase).
En los ciclos positivos (color amarillo) el transistor Q2 se pone en corte y no aparecerá señal en la salida (se parece a la salida de un rectificador de media onda)
Del tercer gráfico (el inmediato superior) se observa que la onda de salida se distorsiona (ver cerca del eje horizontal).
Esta distorsión se debe a la caída de tensión de 0.6 voltios que hay entre la base y el emisor de los transistores Q1 y Q2.
Nota: El valor máximo de la señal de salida siempre será inferior al valor máximo de la señal de entrada debido a la caída de voltaje base - emisor en los transistores. ( la ganancia es siempre ligeramente menor que 1). En otras palabras hay una ligera atenuación, pero una gran ganancia de corriente y como consecuencia una ganancia de potencia.
DAHIANA A. ROSALES H.
EES
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