Maykol Rey
Ing. Electrónico
24/07/2024
Etapa de salida de un amplificador AB
La etapa de salida de un amplificador de potencia está compuesta casi siempre por un par darlington en configuración complementaria.
Esto se denomina configuración darlington complementario AB. La función de las resistencias R1 y R2 es establecer una corriente de polarización de 20 mA en los transistores Q1 y Q2, mientras que las resistencias R3 y R4 ofrecen estabilidad térmica y tienen una gran influencia en la distorsión de crossover, de ahora en adelante me referiré a R3 y R4 como RE, para facilitar la explicación.
La ganancia de esta etapa siempre será cercano a uno ya que la función de esta etapa es aportar corriente al voltaje entregado por la etapa de amplificación de voltaje (VAS)
Calculando la etapa de salida
Lo interesante de esta configuración es que funciona como buffer, es decir , ofrece una gran impedancia de entrada y baja impedancia de salida ideal para la máxima transferencia de potencia a cargas bajas.
Impedancia de entrada
Debido a la configuración Darlington el Beta de cada transistor se multiplican, consiguiendo de esta forma una impedancia elevada.
Si aplico esto al circuito anterior y asumimos que el Beta de Q1=100 y el Beta de Q3=50 tendremos:
En la configuración complementaria cada par Darlington maneja solo la mitad de la onda.
Cuando no hay presencia de señal en la entrada de la etapa de salida existe una corriente de reposo de aproximadamente 100 mA que fluye a través de Q3 y Q4, es importante que las características de Q3 y Q4 sean muy parecidas, si no es así se producirá distinción por crossover, es por esto que siempre se escogen transistores NPN y PNP que sean de mismo tipo.
Impedancia de salida
Siempre es un valor muy bajo y está definido por
es un valor intrínseco del transistor y se define en función de Ic, así que, como la corriente de polarización es de 100mA tendrá un valor de.
VT es una constante denominada voltaje térmico, tiene un valor de 25mV o 26mV
Para el circuito de ejemplo la impedancia de salida es:
Ganancia de voltaje
La ganancia de voltaje esta etapa depende de la carga y la impedancia de salida, quedando de esta forma:
Como podrán deducir si en vez de una carga de 8 Ohm uso una de 4 Ohm la ganancia de voltaje tiende a ser casi la misma (0.931), sin embargo, esto hace que la impedancia de entrada caiga la mitad (20k) lo que si provoca que se modifique la ganancia de voltaje de VAS
Distorsión de crossover
Los valores de impedancia y ganancia mencionados anteriormente están definidos para una corriente de polarización de 100mA, por otro lado, cuando un amplificador está en presencia de señal la corriente Ic puede llegar hasta 20A, esto hace que el valor de re' sea muy cercano a 0
Lo que hace que el valor de la impedancia de salida sea solo Re quedando
Ahora bien, la ganancia de salida también me modifica en función de esta corriente quedando igual a
Esto genera un ganancia de:
El hecho que si la corriente aumenta disminuye considerablemente la distorsión de crossover, no obstante, la distorsión permanece en presencia de corrientes bajas. como se puede ver el siguiente gráfico.
Como pueden notar, la mayor distorsión de la ganancia ocurre cuando la corriente Ic es baja pero se estabiliza a corrientes altas.
Ajuste de bias
Es una parte importante para reducir la distorsión, pero aún no se como explicarlo del todo.. luego actualizo esta parte. 😬
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