AMPLIFICADORES DE AUDIOFRECUENCIA CONCEPTOS Y APLICACIONES

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACION
ESTUDIO DE LOS AMPLIFICADORES DE AUDIOFRECUENCIA
MONOGRAFÍA
PRESENTADO POR:
JORGE ARANA SILVESTRE
ESPECIALIDAD DE ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE LICENCIADO EN EDUCACIÓN

2. Los semiconductores son materiales cuya conductividad varía con la
temperatura, pudiendo comportarse como conductores o como
aislantes. Ejemplo (silicio y germanio).
Resulta que se desean variaciones de la conductividad no con la
temperatura sino controlables eléctricamente por el hombre.

3. La razón de esta
diferencia de
conductividad lo
deciden los e- de
valencia del átomo
de cada material
AISLANTES
CONDUCTORES
Este átomo
será
Conductor o
aislante?.
Ofrecen resistencia
mínima al paso del
flujo de electrones.
Ofrecen alta
resistencia al paso
de la corriente
eléctrica.

4. AISLANTES
CONDUCTORESA menos e- de
valencia en la orbita
exterior del átomo
menor es la
resistencia al flujo
de la corriente
A más e- de valencia en
la orbita exterior del átomo
mayor es la resistencia al
flujo de la corriente
Menos De 4 e- en
la ultima orbita
Más De 4 e- en la
ultima orbita del
átomo

5. Cristal de silicio gracias al enlace
covalente .
Al suministrar partículas (contaminar) con otras impurezas átomos como arsénico. Galio,
Antimonio, etc. se vuelve al semiconductor en conductor controlados por corriente.
Materia inerte no es conductor ni
aislante. Pero se puede controlar
con la temperatura

6. Al suministrar partículas (contaminar) con otras impurezas átomos como arsénico.
Galio, Antimonio, etc. se vuelve al semiconductor en conductor controlados por
corriente.
Para obtener el tipo N (exceso de e- en
el material) usan átomos como
(Antimonio, arsénico, fosforo )
Para obtener el tipo P (exceso de huecos en
el material con carga (+))usan átomos como
(Aluminio, Boro, In.)

7. El transistor bipolar es un dispositivo que posee tres capas
semiconductoras con sus respectivos contactos llamados;
colector(C), base(B) y emisor(E).
La palabra bipolar se deriva del hecho que internamente existe una
doble circulación de corriente: electrones y lagunas o agujeros
Esta formado por materiales semiconductores, se basa en la unión
P-N fue descubierto en 1947 en los laboratorios de Bell Telephony
por Dr. William Shokley, Walter H. Bratttain, Jhon Bardeen
TRANSISTOR BIPOLAR CARACATERISTICAS
Significado
concepto
Clasificación
Por la disposición
de sus capas
Por el material
semiconductor
Por la disipación
de potencia
Por la frecuencia de
trabajo
- Transistores PNP
- Transistores NPN
- Transistores de Silicio
- Transistores de Germanio
- Transistores de baja potencia
-Transistores de mediana potencia
- Transistores de alta potencia
- Transistores de baja frecuencia
- Transistores de alta frecuencia
Resistor de transferencia

8. TRANSISTOR BIPOLAR CARACATERISTICAS
Se utiliza en amplificadores, Osciladores, rectificadores,
conmutadores.
Aplicación
Simbología
Propiedades

9. La aplicación más comunes del transistor es como amplificador; gracias a su propiedad de
multiplicar por un factor B la corriente que circula por su base, logrando así una corriente
mucho mayor entre el colector y el emisor; o sea, cuando a un transistor correctamente
polarizado se le aplica una corriente muy pequeña en su base, esta misma corriente aparece
en su colector pero de manera amplificada; de esta manera, en lo sucesivo se puede dar en el
circuito un manejo determinado a ese voltaje o señal.

10. • Cada configuración obtiene diferentes coeficientes de ganancia en tensión (GV), así
como diferentes impedancias tanto de entrada como de salida.
• A continuación vemos un resumen de las principales características de cada uno de
los tres posibles montajes:
MONTAJE G. V. Desfasaje (V) Ze Zs
Emisor Común Alta 180º media media
Base Común Alta 0º baja alta
Colector Común < 1 0º alta baja

11. POLARIZACION DEL TRANSISTOR BIPOLAR
Las configuraciones mas usadas son:
Emisor Común (amplifica señal, tanto en voltaje como en corriente, además el voltaje de salida es
invertido con respecto al de entrada. Su impedancia de entrada y de salida es alta.)
En un amplificador de transistores están involucrados las dos tipos de corrientes la corriente alterna y
la continua .
La corriente alterna es la señal a amplificar
La corriente continua sirve para encontrar el punto de operación del amplificador no sea distorsionada.

12. Amplificador Base Común
Este Amplificador se caracteriza por tener baja Impedancia de Entrada, no
presenta Ganancia de Corriente pero sí de Voltaje, y además tiene
propiedades útiles en Altas fecuencias.

13. Amplificador Colector Común ( emisor seguidor)
Este amplificador se caracteriza por tener una muy alta impedancia de
entrada, una muy baja impedancia de salida, una ganancia de voltaje
ligeramente menor a la unidad, y ganancia de corriente alta. Todas estas
características lo hacen útil como acoplador de impedancias.

14. Todo s estos tipos de polarización nos conlleva
Alcanzar una estabilización y control de la zona
de trabajo del transistor.
OTROS TIPOS DE POLARIZACIÓN
• Circuito de polarización de base
• Circuito de polarización con realimentación de emisor
• Circuito de polarización con realimentación de colector
• Circuito de polarización por divisor de tensión
• Circuito de polarización por divisor de emisor con 2 fuentes de alimentación
• Circuito de polarización con realimentación de emisor y realimentación de colector

15. El objetivo del punto de carga es permitir la identificación visual de los posibles
Puntos de trabajo de un transistor y la selección del mas adecuado para una
aplicación especifica (amplificadores).

16. Configuraciones compuestas en amplificadores
Cascada Cascode Darlintong
Conexión en
serie.
Ganancia
Producto de
Las ganancias
De etapa
alta
impedancia
de entrada
baja
impedancia
de salida
Dos transistores
Conectados como
un súper transistor

17. • • Son Aquellos amplificadores que operan en el rango de (20 HZ - 20 KHZ ). En lo
que es audiofrecuencia comúnmente se necesita Un amplificador de voltaje son
circuitos que elevan la potencia de una señal con una distorsión mínima
• • Proporcionan la ganancia acústica necesaria para un sistema de sonido
• • Otras funciones importantes:
• – Adaptación de niveles
• – Adaptación de impedancias
• – Ecualización, combinación, distribución o aislamiento de señales
• • Los amplificadores forman parte de la mayoría de circuitos específicos de
• audio (etapas de entrada/salida)

18. Características del los amplificadores
de audiofrecuencia a tomar en cuenta
Usualmente la ganancia se expresa en decibelios
Si un amplificador tiene una
ganancia de Av=200
Sera 20log200 = 46 dB

19. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS QUE PRESENTAN LOS
AMPLIFICADORES AUDIOFRECUENCIA
•Impedancia.
•Factor de amortiguamiento.
•Potencia de salida.
La impedancia es la resistencia (oposición) que
presenta cualquier dispositivo al paso
de una corriente alterna.
Indica la relación entre la impedancia
nominal del altavoz a conectar y la
impedancia de salida del amplificador
(la eléctrica que realmente presenta
en su salida).
Hace referencia a la potencia
eléctrica, no confundir con la
potencia acústica. Ejemplo 175 W sobre 8 Ω.

20. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS QUE PRESENTAN LOS
AMPLIFICADORES AUDIOFRECUENCIA
•Relación señal ruido.
•Acoplamiento.
•Respuesta en frecuencia.
Para que la relación señal /ruido esté por debajo
del umbral de audición, debe ser de al menos 100 dB.
Mayor, 110 dB, en el caso los amplificadores de alta
potencia (por encima de los 200 vatios).
Acoplamiento directo
Acoplamiento capacitivo
Acoplamiento por transformador
Calcula el límite dentro del cual el
amplificador responde de igual forma
(respuesta plana) a las audiofrecuencias
(20 a 20.000 Hz) con una potencia muy
baja.

21. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS QUE PRESENTAN LOS
AMPLIFICADORES AUDIOFRECUENCIA
•Diafonía.
La diafonía indica que en un sistema estéreo, un
canal de audio, afecta al otro.
La diafonía depende de la frecuencia. Así
hablaremos de que la diafonía es soportable cuando
este en torno a 50 dB para graves y agudos y 70 dB
para los tonos medios.
Para eliminar problemas de diafonía, los
amplificadores cuentan con rectificadores,
condensadores de filtro. Además, muchos
fabricantes introducen fuentes de alimentación
independientes para cada canal, lo que resulta muy
efectivo.
.

22. Amplificadores de Potencia
Etapa de potencia o etapa de ganancia son los
nombres que se usan para denominar a un amplificador
de audio. La función del amplificador es aumentar el
nivel de una señal, incrementando, para ello, la amplitud
de la señal de entrada mediante corrientes de
polarización (voltaje negativo, voltaje positivo) en el
transistor de salida.
.

23. Amplificadores de Potencia
1. Amplificadores
de Clase A
2. Amplificadores
de Clase B
Carga
Mitad del
circuito
Mitad del
circuito
Vi
En un amplificador clase B, figura 8.20(c), recibe amplificación
solo la mitad (el 50%) de la señal de entrada. Por tanto, a través
de la carga circula corriente únicamente durante 180° en cada ciclo
Para completar el ciclo
completo se necesita
otro circuito con
transistor (operación en
contrafase).
En un amplificador clase A, recibe amplificación la totalidad
(el 100%) de la señal de entrada. Por tanto, a través de
la carga, circula corriente durante los 360° de cada ciclo. Además,
la forma de onda de la señal de salida es una réplica ampliada,
pero fiel, de la señal de entrada.
el punto de operación se ubica en la zona activa.
Para el análisis y diseño de estos amplificadores es
importante conocer los conceptos de rectas de carga
y las limitaciones del transistor de potencia.

24. 3. Amplificadores
de clase AB
Clase A Clase AB Clase B
Ciclo de
operación
360º 180º a 360º 180%
Eficiencia
de potencia
25% a 50%
Entre 25%
50% y 78.5% 78.5%
AB, figura 8.5(d), recibe amplificación más del 50% y menos del100% de
la señal de entrada. Así, a través de la carga circula corriente durante
más de 180º y menos de 360º en cada ciclo.
con señales
pequeñas se
comportan como
clase A
Con señales
grandes se
comportan como
clase B
Amplificadores de Potencia

25. Ciclo de operación y eficiencia
Clase A Clase AB Clase B
Ciclo de
operación
360º 180º a 360º 180%
Eficiencia
de potencia
25% a 50%
Entre 25%
50% y 78.5% 78.5%

26. Redes de acoplamiento
Capacitivo De transformador
 La forma más simple y efectiva de
desacoplar Corriente Directa de dos etapas del
circuito amplificador.
 El capacitor separa el componente de CD de
la señal de CA.
 Se comporte como cortocircuito para todas
las frecuencias a amplificar.
 El más usado, aunque no permite acoplar
perfectamente las impedancias y la ganancia
es menor.
 Permite buena respuesta en frecuencia si C1
es lo suficientemente elevado.
 Se utiliza a menudo cuando se
amplifican señales de alta
frecuencia
 Es el que ofrece mayor
ganancia de potencia, pero no es
muy utilizado porque su respuesta
en frecuencia no es muy amplia

27. Redes de acoplamiento
• Efectiva en amplificador (Emisor común) con (Emisor seguidor).
• Buena respuesta en frecuencias (es decir, sensibles a la frecuencia) que afecten la señal de
salida en baja frecuencia.
• Muy usado, en circuitos integrados.
• Debe tenerse cuidado con la estabilidad de los puntos de operación debido a que influyen de
una etapa a otra.
• Permite una buena respuesta en baja frecuencia (desde DC).
Directo Capacitivo De transformador

28. POTENCIAS EN LOS AMPLIFICADORES DE AUDIO
Por ejemplo La tensión total aplicada es de 48V y el valor
de pico es de 24, con lo cual el valor eficaz será de
24/1,41 = 15V
En este caso la potencia desarrollada sobre una carga de
8 Ohms será de
152 /8 = 28W
Y para una carga de 4 Ohms de 56W.

29. Los disipadores de calor son componentes metálicos que utilizan para evitar
que algunos elementos electrónicos como los transistores se calienten demasiado
y se dañen. El calor que produce un transistor no se transfiere con
facilidad hacia el aire que lo rodea.

30. CONCLUSIONES
Una utilización común para amplificadores lineales es
proporcionar ganancia a sistemas de audio. Estos
dispositivos de entrada por lo general tienen baja tensión
de salida y alta impedancia de salida. Por tanto, la
impedancia de entrada del amplificador debe ser muy
alta de modo que sea mucho mayor a la impedancia de
salida del

31. DISEÑO DE UN AMPLIFICADOR DE POTENCIA CLASE AB
OBJETIVOS: Los objetivos que se desean lograr son:
 Familiarizarse con el amplificador de audiofrecuencia compuesto
de transistores BJTs de baja, media, alta potencia.
 Reconocer y tener en cuenta la importación de los
acoplamientos.
 Comparar la señal de entrada con la señal amplificada
 Demostrar con software de simulación los parámetros del circuito
amplificador.
PROYECTO APLICATIVO

32. PROYECTO APLICATIVO : Amplificador de audiofrecuencia
Etapa de fuente
de alimentación
Circuito amplificador
Input / ouput
Disipador de calor para
los transistores 2N3055