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Amplificador clase B | Circuito y fórmulas

amplificador clase b

Ya hemos visto anteriormente que los amplificadores son circuitos encargados de amplificar una señal eléctrica. En el caso del amplificador de audio, aumentan la amplitud de la señal eléctrica de nuestro reproductor para conseguir más potencia entregada al altavoz. Hoy vamos a aprender a diseñar un amplificador clase B.

La mayoría de etapas de potencia se basan en uno o más transistores. Dependiendo de la polarización del mismo, es decir, las tensiones aplicadas a cada una de sus patas, podemos dividir los amplificadores en 5 clases. En éste artículo te enseñamos a diseñar los amplificadores más básicos: los de clase A. Recomendamos que le eches un vistazo.

Hoy vamos a ver los amplificadores en clase B. Son algo más complejos que los de clase A, pero presentan una serie de ventajas muy interesantes. ¡Sigue leyendo si quieres aprender a diseñar tus propios amplificadores caseros!

¿Qué es un amplificador en clase B?

amplificador de audio casero

La idea detrás de los amplificadores en clase B es la de reducir la disipación de potencia del transistor, haciendo que su corriente de colector sea 0 durante la mitad del ciclo de entrada. Está claro que si usamos un solo transistor, la forma de onda quedará recortada a la salida, provocando distorsiones.

¿Solución? Añadir más transistores para que trabajen de forma conjunta. Podemos conseguir etapas amplificadoras en clase B con varias configuraciones. A continuación te mostramos la configuración más usada.

Amplificador clase B Push-Pull Complementarios.

circuito amplificador de audio

Una de las soluciones más usadas es la de implementar el amplificador a partir de dos transistores complementarios. ¿Qué significa esto? Pues que ambos transistores son iguales, pero uno es NPN y el otro es PNP.

Cuando no tenemos una señal de entrada, ambos transistores están en zona de corte. Cuando la entrada está en su ciclo positivo, el transistor Q1 conduce pero Q2 sigue en corte. De esta manera, la tensión de entrada se copia a la salida a través de la malla base-emisor de Q1. Al invertir la señal sucede lo contrario: si la entrada es negativa, Q2 conduce, copiando la tensión de entrada a la salida a través de su unión base-emisor.

Ésta configuración presenta muchas ventajas. La impedancia de entrada es relativamente elevada, y su consumo en reposo es nulo. La impedancia del amplificador es baja, por lo que es el candidato ideal para atacar directamente cargas como altavoces sin necesidad de transformadores para la adaptación de impedancias.

El amplificador clase B posee un rendimiento mucho mayor al del las etapas en clase A

Distorsión de cruce

Los amplificadores en clase B no son perfectos. A pesar de sus numerosas ventajas respecto a los clase A, tienen un gran inconveniente: la distorsión de cruce.

Los transistores no trabajan a la perfección de forma complementaria. Hay una pequeña ventana en la que ambos se encuentran en corte: esto sucede para tensiones muy pequeñas, tanto positivas como negativas.

como funciona un amplificador

Recordemos que los transistores convencionales necesitan una tensión de 0,7 V en la unión base-emisor para entrar en conducción. Así que para el rango de tensiones de entrada [-0.7 V a +0,7 V] ninguno de los transistores conduce, de manera que la tensión de salida es 0 V. Para un amplificador de audio, puede ser un error fatal.

Si la amplitud de la señal de entrada ya es muy elevada, podemos despreciar esta distorsión, pero para pequeñas amplitudes de entrada, la distorsión de cruce puede llegar a ser un grave problema para el diseño de un amplificador. Con tal de evitar la molesta distorsión de cruce, se idearon los amplificadores en clase AB, que veremos en otro artículo de la web próximamente.

Aquí te dejamos con un vídeo para que profundices un poco más sobre las fórmulas y el cálculo de los amplificadores clase B.