¿Qué es un amplificador clase AB?
Un amplificador de potencia en que los transistores de salida reciben sólo una pequeña corriente de polarización constante, para que el transistor opere, a bajos niveles de potencia de salida, tanto en el semiciclo positivo como en el negativo. Por tanto, a bajo nivel de salida, un amplificador clase AB opera como un clase A. Mientras que, a altos niveles de salida, la señal sobrepasa el punto cero de cruce y se comienza a comportar como un clase B.
Su nivel de eficiencia es inferior al 50%, menor cuanto mayor nivel tenga la corriente de polarización. Por tanto, superior a los clase A e inferior a los clase D.
Este diseño es un compromiso entre la eficacia de los amplificadores clase B (en los que no hay corriente de polarización) y la eliminación de la distorsión de cruce de los diseños en clase A, por lo que los amplificadores respecto a estos últimos pueden ser mucho más ligeros, eficientes y sin generar tanto calor.
La pequeña corriente de polarización constante que queda remanente en la señal de salida es filtrada antes de alimentar a los altavoces. Este tipo de configuración se ve en la mayoría de amplificadores de audio, tanto de las gamas habituales como en la mayoría de los High-End.
Descripción
1. Forma: Cuadrado
2. Color: Verde
3. Medidas:
- Largo: 3 cm
- Ancho: 3.3 cm
- Alto: 1.5 cm
4. Peso: 10 gr
5. Material: N/A
6. Con que partes cuenta: N/A
Características
1. Temperatura de trabajo mínima: N/A
2. Temperatura de trabajo máximo: N/A
3. Modelo: AMP-TDA7266SA
4. Potencia de salida: 7W RMS
5. Número de canales: 2 Canales
6. Voltaje de alimentación mínima: 15 VCD
7. Voltaje dealimentación máxima: 15 VCD
8. Voltaje de alimentación operativo: N/A
9. Corriente de salida: N/A
10. Resistencia: N/A
10. Tipo de señal: Mono (monofónico)
Ventajas
Aplicaciones
Importante:
sgemx te ofrece este excelente amplificador clase AB con 7W RMS a 2 canales mono y se alimenta 15 VCD.
Ahora conozcan más acerca de este tipo de amplificadores.
Funcionamiento del amplificador clase AB
Fíjate en la imagen: si aplicamos una pequeña tensión a la base de cada transistor, conseguiremos polarizar sus uniones base-emisor en directa. Ésto permite que circule una corriente por los colectores de los mismos, copiando así la tensión de entrada por muy baja que sea. De esta manera nos evitamos la molesta distorsión de cruce típica de los amplificadores en clase B.
Pero… ¿por qué se les llama amplificadores AB? Pues porque cuando el transistor trabaja con una pequeña tensión de polarización en su base, preparado para conducir en cualquier momento, se dice que trabaja en clase AB.
El amplificador en clase AB tiene una distorsión muy pequeña, comparable a un clase A, y un rendimiento en torno al 50%. Cabe decir que consume algo más que el típico clase B, ya que aún sin señal de entrada los transistores conducen una pequeña corriente.
Ahora bien, aunque este esquema sea muy bonito, en la práctica deberemos sustituir las fuentes de tensión por circuitos adecuados que se encarguen de polarizar nuestros transistores de una manera eficiente. A continuación, analizamos (casi) todas las posibles configuraciones para conseguir un amplificador de sonido en clase AB.
Circuitos y fórmulas del amplificador en clase AB
Existen varias maneras de implementar un amplificador de transistores trabajando en clase AB. a continuación te dejamos los esquemas de las principales configuraciones, además de las fórmulas más importantes para diseñarlos.
Amplificador clase AB Push-pull polarizado con resistencias
Bien, ya lo he entendido. Hay que llevar una pequeña tensión a las bases de los transistores, pero ¿cómo lo hacemos?
La primera forma que se me ocurre de hacerlo es también la más barata: utilizando un divisor de tensión a partir de resistencias. Tal y como podemos ver en la imagen, con una rama formada por 4 resistencias, y escogiendo los valores adecuados, podemos polarizar nuestros transistores para así evitar la distorsión de cruce.
Analizando el circuito, llegamos a la conclusión de que R2 debe ser igual a R3, y de que R1 debe ser igual a R4. La fórmula de diseño de las resistencias es la siguiente:
La corriente Ir suele ser del orden de decenas de mA. Si la corriente es demasiado grande, el rendimiento del amplificador se ve comprometido, mientras que si por otra parte, Ir es demasiado pequeño, no conseguirá polarizar los transistores y estos trabajarán en clase B.
Cabe decir que este tipo de polarización presenta un problema llamado “avalancha térmica”, sobretodo cuando el amplificador trabaja con potencias importantes. Y es que el sistema se embala cuando la temperatura aumenta: los transistores al calentarse elevan la corriente de colector, aumentando la disipación de potencia, y por lo tanto, elevando aún más la temperatura. Es un sistema realimentado. Es por ello que la polarización en la práctica suele hacerse mediante otras configuraciones, como por ejemplo a partir de diodos.
Amplificador clase AB Push-pull polarizado con diodos
Una forma de evitar la avalancha térmica pasa por sustituir dos de las resistencias por diodos. Si colocamos éstos lo suficientemente cerca de los transistores, se calentarán al mismo ritmo.
Los diodos al calentarse reducen la tensión de polarización de los transistores, compensando así el efecto de embalamiento y controlando que la temperatura no se dispare. La fórmula para el diseño de estos amplificadores es la siguiente:
Donde Id1 min se corresponde a la corriente mínima que necesitamos para asegurar la conducción de los diodos independientemente de la carga. Es importante que cuando vayas a montar el circuito, coloques los diodos lo más pegados a los transistores que puedas, así se calentarán a un ritmo similar.
Amplificador clase AB Push-pull con alimentación unipolar
Si lo que estás pensando es en fabricar tu propio amplificador, seguramente no dispongas de una fuente bipolar y simétrica. En ese caso, esta configuración es para ti.
Como ya imaginas, los emisores de los transistores no quedan en 0 V, por lo que incluimos un condensador a la salida para bloquear el nivel de DC que introduce la fuente de alimentación. Por la misma razón, incluimos otro condensador a la entrada de la señal.
Aunque en teoría, la señal de salida puede ir desde 0 V a la tensión de alimentacion, en la práctica no se consigue. Fíjate que, si la tensión de entrada ronda su valor máximo, puede hacer que el diodo D1 entre en corte. Si por el contrario, la tensión de entrada está en su nivel mínimo, puede hacer que D2 entre en corte, recortando la señal de salida. Una forma de evitar este problema pasa por el siguiente esquema.
Ahora aplicamos la señal de entrada a las bases de los dos transistores a la vez. Acoplando correctamente con condensadores, la tensión entre las bases debería ser constante, e independiente de la tensión de entrada, con lo que nos evitamos que los diodos entren en corte. Con esta configuración, conseguimos la máxima excursión a la salida, con tensiones entre 0 y Vcc.