Amplificadores de potencia


Los amplificadores de potencia se emplean en los circuitos de control cuando el nivel de potencia de la señal dada por un elemento requiere entregar una mayor potencia al siguiente elemento, normalmente al elemento de control.

El amplificador de potencia debe de:
  • Mantener la linealidad y minimizar la distorsión de la señal a amplificar.
  • Trabajar sus dispositivos por debajo de sus límites máximos de tensión, corriente y disipación de potencia.
  • Mejorar la eficiencia de la conversión de ¡a potencia entregada por la fuente de alimentación en potencia alterna a la carga.
Para los circuitos de control las configuraciones de los amplificadores de potencia más empleados están en función de su funcionamiento y las característica a conseguir:

a) Amplificadores con transistores bipolares. Los transistores bipolares de potencia se pueden emplear tanto en aplicaciones lineales como de conmutación, donde presenta una mayor amplificación de corriente y tensión que los transistores MOSFET.

Es frecuente que una etapa amplificadora única no sea capaz de dar a una señal la amplitud requerida, haciéndose necesario conectar dos o más etapas hasta conseguir la amplitud adecuada. Para conseguir mayor ganancia y rendimiento con los transistores bipolares se emplean diferentes configuraciones: par Darlington, amplificador clase A, clase B,... (ver figura)
amplificadores con transistores bipolares

El par Darlington consiste, básicamente, en dos transistores en configuración seguidor de emisor acoplados directamente; sus características principales son: muy elevada ganancia de corriente, muy alta impedancia de entrada, muy baja impedancia de salida; la ganancia a la salida del par Darlington es igual al producto de las ganancias de cada uno de los dos transistores conectados ( β= β• β2 ).

Los amplificadores clase A presentan a su salida una señal copia de la de entrada, pero amplificada y sin distorsión. Un amplificador clase B amplifica un solo semiciclo de la señal de entrada, de forma que si se quiere obtener una señal de salida reflejo de la de entrada se habrán de disponer de forma adecuada dos transistores para que cada uno amplifique un semiciclo.

En la elección del transistor bipolar se tienen que tener en cuenta la corriente de colector, tensión colector-emisor y velocidad de conmutación, y para las necesidades de la aplicación los límites de tensión, corriente y potencia.

b) Amplificadores con MOSFET. El transistor MOSFET también se utiliza para amplificar señales, pero no acepta tensiones ni corrientes tan altas como los transistores bipolares. También difiere en que la corriente de drenador no viene controlada por la corriente, sino por la tensión de puerta.