Electrónica: Principios de electrónica malvino

Amplificadoresde potencia
En un equipo de alta fidelidad, una radio o una televisidn, la seiial de entrada es pequeiia. Despub
de varias etapas de ganancia de tensidn, no obstante, la seiial se hace grande y utiliza la recta de carga en su
totalidad. En estas etapas,lascomentesde colectorson muchomayoresporque las impedanciasde carga
son mucho menores. En unos altavoces d r e o , por ejemplo, la impedancia de la carga finales de ~6108Q.
Como se menciond en el Capitulo 6,los transistores para pequeiia seiial tienen una limitacibn
de potencia menor de 1W, mientras que 10stransistors de potencia tienen una limitacidn de potencia
superior a 1W. Los transistores para pequeiia seiial se utilipan, por lo general, en las primeras etapas
de 10ssistemas,dondela potencia de la seiiales pequeiia,y 10stransistoresde potencia seempleanen la riltima
etapa de 10ssistemas porque la potencia y corriente de la seiial son grandes.
11-1. CLASIFICAC~~NDE LOS AMPLIFICADORES
Hay diferentesmaneras de clasificar10sar&lificadores. Por ejemplo,pode-
mos clasificarlos por su clase de funcionamiento,por su acoplamiento entre
etapas o por su rango de frecuencias.

D Clasesde funcionamiento
Por funcionamientoen clase A se entiende que el transistor trabaja siempre
en su zona activa. Esto equivale a decir que por el colectorcircula comente
durante10s360"del ciclo de seiial,como se muestra en la Figura 11-la. Con
un amplificadorde clase A, el diseiiador trata de situai el punto Q en alglin
lugar cerca de la rnitad de la recta de carga. De esta forma, la seiial puede
oscilar sobre el mhximo rango posible sin saturar o cortar el transistor, lo
que distorsionaria la seiial.
El funcionarnientoen clase B es diferente. En este caso, la comente de
colector circula solarnentemedio ciclo (180°), como se muestra en la Figu-
ra 11-lb. Para obtener este .ti#Sde funcionamiento, el diseiiador sittia el
punto Q en el corte. ~ntonces,s610 la mitad positiva de la tensidn de alterna
en la base puede producir comente en el colector. Esto reduce la disipacidn . .
de calor en 10s transistores de potencia.
Por funcionamiento en clase C se entiende cuando circula corriente por
el colector durante menos de 180" del ciclo, como se muestra en la Figu-
ra 11-1c. Con el funcionamiento en clase C, s610 parte del semiciclo positi- . .
vo de tensi6n alterna en la base produce comente en el colector. Como
- resultado, obtenemos pulsos cortos de comente de colector como 10s de la
Figura 11-lc.
D Tipos de acoplamiento
La Figura 11-22muestra un acoplamientopor condensador;El condensador
de acoplo transmite la tensi6n de seiial amplificadaa la siguiente etapa. La
Figura 11-2bilustra un acoplamientopor transformador. Aqui la tensi6n de
Figura 11-1. Coniente de colector. a) Clase A; b) clase B; c) clase C.

AMPLmCADORESDE POTENCIA 367
ALA
SlGUlENTE
ETAPA
ETAPA
Figura11-2. Tipos de acoplamiento.a) Por coAdensador;6)por transformador;
c) directo.
sefial esti acoplada a travCs de un transformador con la siguiente etapa. El
acoplamientopor condensadory el acoplamientopor transformadorson am-
bos ejemplosde acoplamientode comente alterna con bloques de tensi6n de
comente continua.
El acoplamiento directo es distinto. En la Figura 11-2c existe una cone-
xi6n directa entre el colector del primer transistor y la base del segundo
transistor. Por esto, las tensiones alterna y continua esth acopladas. Como
no hay una frecuencia minima limite, un amplificador con acoplamiento
directo se llama amplificador de corriente continua.
Q Rangosdefrecuencia
Otra forma de clasificar 10s arnplificadores es atendiendo a su rango de fre-
cuencias.Por ejemplo, un amplificador de audio define un amplificador que
funciona entre 10s 20 Hz y 10s 20 kHz.Por otra parte, un amplijicador de
radiofrecuencia (RF)es el que funciona por encimade 10s20 kHz, normal-
mente muy por encima. Por ejemplo, el amplificadorde RF en 10s aparatos
de radio AM amplifica frecuenciasentre los 535y 1.605kHz, y el amplifi-
cador de RF en 10saparatosde radio FM amplificafrecuenciasentre 10s88y
108MHz.
Los arnplificadores se clasifican tarnbiCn en banda estrecha o banda
ancha.Los de banda estrechatrabajan sobrepequefiosrangos de frecuencia,

368 PRINCIPIOS DE ELECTR~NICA
como de 450 a 460 kHz.Los de banda ancha lo hacen en grandesrangos de
frecuencia, como de 0 a 1 MHz.
Los amplificadoresde banda estrecha son amplificadoresde RF sintoni-
zados, lo que quiere decir que su carga en alterna es un circuito resonante
con un valor de Q alto sintonizado con una ernisora de radio o televisi6n.
Los amplificadoresde banda ancha e s h normalrnentedesintonizados; esto
es, su carga de comente alterna es resistiva.
La Figura 11-3a es un ejemplo de amplificador de RF sintonizado. El
circuito LC es resonante para algunas frecuencias. Si el circuito resonante
tiene un valor de Q alto, el ancho de banda es estrecho. La salida esd aco-
plada por condensador con la siguiente etapa.
La Figura 11-3b es otro ejemplo de amplificador RF sintonizado.Esta
vez, la seiial de salida de banda estrecha esd acoplada por transformador
con la siguiente etapa.
D Nivelde senal
Vamos a describir el funcionamiento para setiales pequefias, en el cual la
oscilaci6n pico a pico de comente en el colector es menor de un 10por 100
de la comente de colector sin corriente alterna. En funcionamiento para
setialesgrandes,la seiialpic0 a pico emplea toda o la mayoria de la recta de
. carga. En un equipo de alta fidelidad, la pequeiia seiial de un sintonizadorde
radio, reproductor de cintas o reproductor de discos compactosse usa como
entrada a un preampli$cador, un amplificador que produceuna seiialgrande
de salida adecuada para ajustar el volumen o el tono. La seiial se emplea,
entonces, como entrada de un amplificador de potencia, el cual transforma
la salida de unos cientos de rnilivatios a cientos de vatios.
En el resto de este capitulo trataremos 10s amplificadores de potencia y
describiremossus caractensticas, como recta de carga,ganancia de potencia
y rendimiento.
ENTRADA
A LA
SlGUlENTE
ETAPA
Figura 11-3. AmplificadoresRF sintonizados.a) Acoplamiento por condensador;6)acoplamiento
por transformador.

- .
AMPLIFICADORESDE POTENCIA 369
11-2.' DOS RECTAS DE CARGA
Cada arnplificador tiene un circuito equivalente para comente continua y
otra para comente alterna. Por e1lo;tiene dos rectas de carga: la recta de
carga para continua y la recta de carga para alterna. Para el funcionamiento
con pequeiias seiiales,la posici6n del punto Q no es critica. Pero con arnpli-
ficadores de seiial grande, el punto Q tiene que estar en la mitad de la recta
de carga de alterna para conseguir la mkima oscilaci6n en la salida.
Q Rectade carga para corriente continua
La Figura 11-4a es un arnplificador con divisor de tensi6n en la base (PDT).
Una forma de mover el punto Q es variando el valor de R,. Para valores
grandesde R,, el transistor entra en saturaci6ny su comente viene dada por: -
RECTA DE CARGA
PARA CONTINUA
"CE
"cc
(b)
RECTA DE CARGA
PARA SENAL
Figura 11-4. a) Amplificador PDT;b) recta de carga para comente continua; c) circuito equivalente para
comente alterna;d) recta de carga para corriente altema.

Valoresmuy pequeiiosde R2llevarh al transistor a la zona de corte,y su
tensi6n serri:
La Figura 11-4b muestra la recta de carga con el punto Q.
0 Rectade carga para corriente alterna
La Figura 11-4ces el circuit0 equivalentepara el amplificador PDT en co-
niente alterna. Con el ernisor a fie-~a,REno afecta al funcionamiento. Ade-
mris, la resistencia de colector para comente alterna es menor que la resis-
tencia de colector para comente continua.Por tanto, cuando llega una seiial
de alterna, el punto de operaci6n instanthe0 se mueve a lo largo de la recta
de carga para comente alterna de la Figura 11-4d. En otras palabras, la
. comente sinusoidalpic0 a pic0 y la tensi6nvienen determinadas por la recta
de carga para seiial.
Ya que la recta de carga para seiial tiene una pendiente mayor que la de
continua, el mhimo pic0 a pico (MPP)de la salida es siempre menor que la
tensi6n de alimentaci6n. Como ecuaci6n:
MPP < Vcc (11-3)
Por ejemplo, si la tensi6n de alimentaci6n es de 10V, la salida sinusoi-
dal mhima pico a pico es menor de 10 V.
O Recortede seitales grandes
Cuando el punto Q estri en el centro de la recta de carga para continua
(Fig. 11-4d), la seiial de alterna no puede usar toda su recta de carga sin
recortarse. Por ejemplo, si la seiial de alterna se incrementa, obtendremosel
recorte por corte en el transistor mostrado en la Figura 11-5a.
Siel punto Q se mueve hacia zonas altas,como muestra la Figura 11-5b,
una seiial grande llevariiel transistor a saturacibn. Tanto el recorte por corte
comopor saturaci6n son no deseables, ya que distorsionanla seiial. Cuando
una seiial como Csta llega a un altavoz, el sonido es temble.
Un amplificador para seiialesgrandesbien diseiiadotiene el punto Q en
el medio de la recta deaarga para seiial (Fig. 11-5c). En este caso, consegui-
mos la salida sin recortar mhima pic0 a pico.
D Salida maxima
Cuandoel punto Q estri por debajo del centrode la recta de carga para seiial,
el pico mhimo (MP) de salida es Ice?-,, como muestra la Figura 11-6a. Por
otra parte, si el punto Q esti por encima el centro de la recta de carga para
'
seiial, el pico mhimo de salida es VcEQ,como muestra la Figura 11-6b. ,
Para cualquier punto Q, el pic0 mhimo de salida es:
MP = Zcpr, o VCEQ,el que sea menor (114,)

RECTA DE CARGA
I '
I
RECTA DE CARGA
I 1-1
"CE
Flgura 11-5. a) Recorte en zona de corte; b) recorte en zona de saturaci6n;c) punto Q 6ptimo.
y el mkimo pic0 a pic0 en la salida es el doble he esta cantidad:
MPP =2 MP (1 1-5)
Las Ecuaciones (11-4)y (11-5) son usuales en detecci6n de averiaspara
determinar las salidas msiximas posibles sin recorte.
RECTA DE CARGA
,!
I I
Q RECTA DE CARGA
I
!
VE
(a) (b)
Figura 11-6. Punto Q en el centro de la recta de carga para comente altema.

Cuando el punto Q estA en el centro de la rec,ta de carga:
Un diseiiador trata.6de satisfaceresta condici6n lo mhimo posible, consi-
derando la tolerancia de las resistencias de polarizaci6n.
Figura11-7. Ejemplo.

11-3. FUNCIONAMIENTO EN CLASE A
El amplificador PDT de la Figura 11-9aes un amplificador de clase A, ya
que la seiial de salida no esti recortada. Con este tipo de amplificador, la
comente circula por el colector durante todo el ciclo. Dicho de otra forma,
no aparecenrecortesen la seiialde salidadurantetodo el ciclo. Ahora discu-
tiremos unas cuantasecuaciones,usuales en el anaisisde 10sarnplificadores
de clase A.
(b)
Flgura 11-9. Amplificador de clase A.

. ,
AMPLIFICADORES DE POTENCIA 375
P Ganancia de potencia
Ademzis de la gananciade tensibn, cualquieramplificadortiene una ganan-
cia de potencia, definida como:
PoutG=-
Pin
Es decir, la ganancia de potencia es igual a la potencia de salida para seiial
dividida entre la potencia de entrada para seiial.
Por ejemplo, si el amplificadorde la Figura 1I-9a tiene una potencia de
salidade 10mW y una potencia de entrada de 10pW, su gananciade poten- . .
cia ser8:
0 Potenciade salida
Si medimosla tensidn de salidaen la Figura 11-9acon un voltimetro ms, la
potencia de salida viene dada por
Normalmente, medimos la tensidn de salida pico a pico con un oscilos-
copio. En este caso, la ecuacidn adecuada para calcular la ganancia de po-
tencia es:
2
vout
Pout =-
8RL
El factor 8 en el denominadorviene dado, ya que v, = 2@ v,, Si eleva-
mos a1 cuadrado 2 f i , obtenemos 8.
La mkima potencia de salida se produce cuando el amplificadoresth
generando la salida miutima pico a pico, como muestra la Figura 11-9b.En
este caso, v,, iguala la salida miutima pico a pico y la potencia de salida
miutima es:
D Disipacionde potencia en el transistor
Si no hay una seiial que excite al amplificador de la Figura 11-9a,la poten-
cia de disipacidn es:

Esto tiene sentido.Dice que la disipacidn de potencia es igual a la tensi6n de
continua aumentada un nlimero de veces igual a la comente continua.
Cuando apareceuna seiial,la potencia de disipaci6n del transistor disrni-
nuye, ya que el transistor transforma alguna de la potencia estacionaria en
potencia de seiial. Por esta raz6n, la disipaci6n de potencia sin seiial es el
peor de 10s casos. De esta forma, la limitaci6n de potencia del transistor en
un amplificador de clase A debe ser mayor que PDQ;de otra manera, el
transistor se destruira.
D Consumode corriente
- -- .
Como muestra la ~ i ~ u r a11-9a, la fuente de tensi6n de comente continua
proporciona una comente Id, al amplificador. Esta comente tiene dos com-
ponentes: la comente de polarizaci6n a travCs del divisor de tensi6n y la
comente de colector que atraviesa el transistor. A esta comente sele llama
consumo de corriente de la etapa. Si tenemos un amplificador multietapa,
tendremos que sumar10sconsumosde comente individualespara obtenerel
total.
0 Rendimiento
La potencia que aporta la fuente de alimentaci6n de continua al arnplifica-
dor es:
Para comparar 10sdiseiiosde amplificadores de potencia, podemos usar
el rendimiento,definido como:
Pout
q=-X 100%
pdc
Esta ecuaci6n nos indica que el rendimiento es igual a la potencia de salida
para seiial dividida entre la potencia de entrada de continua.
El rendimiento de cualquier amplificador esd entre el 0 y el 100 por
100. El rendimiento nos proporciona un metodo para comparar dos diseiios
distintos, ya que nos indica lobien que un amplificador transformala poten-
cia continua de entrada en potencia alterna de salida. El mayor rendimiento
se dart4 cuando el amplificadortransforme toda la potencia continua de en-
trada en potencia alterna de salida. Esto es importante en 10s equipos que
funcionancon pilas, ya que si el rendimiento es grande, las pilas tendrh una
mayor duraci6n.
Como todas las resistencias except0 la de carga tienen perdidas de po-
tencia, el rendimiento es menor del 100 por 100 en 10s amplificadores de ,
clase A. De hecho, el mkimo rendimiento de 10samplificadoresde clase A
con resistencia de colector y una resistencia de carga separada es del25 por .100.
En algunas aplicaciones, el bajo rendimiento de 10s amplificadores de
clase A es aceptable. Por ejemplo, la etapa para seiialespequeiias del princi-

pio de un sistema normalmente trabaja con rendirnientos bajos, ya que la
potencia de entrada de continua es pequefia. De hecho, si la etapa final del
sistema necesita entregar s61o unos cientos de rnilivatios, el consumo de
corriente en la fuente de potencia puede ser lo suficientementebajo como
para ser aceptable. Pero cuando la etapa final necesita entregar vatios de
potencia, el consumo de corriente nonalmente es demasiado para el fun-
cionamiento en clase A.
FDgUra 11-10. Ejemplo.

0 +"cc
ALTAVOZ ,
Figura 11-11. Amplificador de potencia de clase A.

11-4. FUNCIONAMIENTO EN CLASE B
La clase A es la forma m6s comdn de operar un transistor en circuitoslinea-
les, ya que es el primer0 en simplicidad y el circuit0polarizado m6s estable.
Pero con el funcionamientoen clase A no se alcanza el mayor rendimiento.
En algunasaplicaciones, como sistemasde baterias de potencia, el consumo
de corriente y el rendimiento de la etapa son consideraciones importantes
para el diseiio. Esta secci6n introduce las ideas bhicas del funcionamiento
en clase B.
CI Circuito en contrafase
La Figura 11-12muestra un amplificadorbbico en clase B. Cuando el tran-
sistorfuncionaen claseB, recorta la mitad del ciclo. Para evitarla distorsidn
resultante, podemos usar dos transistores en contrafase configurados como
muestra la Figura 11-12. Contrafase significaque un transistor conduce du-
rante medio ciclo mientras el otro no funciona, y viceversa.
Asi es como trabaja: en el semiciclo positivo de la tensi6n de entrada,
el espiral secundariode T, tiene unas tensiones de v,y v,. De esta forma, el
transistor superior conduce y el inferior permanece cortado. La corriente
-
Figura 11-12. Amplificador de clase B en contra fase.

de colector a travCs de Q, circula por la mitad superior del espiral primario
de salida. Esto provoca que el amplificador tenga una tensi6n invertida,
acoplada por transformador al altavoz.
En el semiciclo de tensi6n de entrada, se invierten las polaridades. Aho-
ra, el transistor inferior conduce y el transistorsuperior permanece cortado.
El transistor inferior amplifica la seiial, y el semiciclo de alterna llega a1
altavoz.
Como cada transistoramplificauna mitad del ciclodeentrada,el altavoz
recibe un ciclo completo de seiial amplificada.
O Ventajas y desventajas
Como no hay polarizaci6n en la Figura 11-12,cada transistor esti en corte
cuando no tiene seiial de entrada, lo que resulta una ventaja, pues no hay
consumo de comente cuando la seiial es cero.'
Otra ventaja es el aumento del rendimiento cuando hay una sefial de
entrada.El mkimo rendimientode un amplificador de clase B en contrafase
es del 78,5 por 100, por lo que un amplificador de potencia de clase B en
contrafase se usa miis comlinmente como etapa de salida que un amplifica-
dor de potencia de clase A.
La principal desventaja del amplificador que se muestra en la Figu-
ra 11-12 es el uso de transformadores. Los transformadores de audio son
pesados y caros. Aunque fueron muy usados en su momento, un amplifica-
dor con acoplamiento por transformador ha dejado de ser usual. Los nue-
vos diseiios han eliminado la necesidad de transformadoresen la mayoria
de las aplicaciones. En el siguiente capitulo trataremos de estos nuevos
diseiios.
11-5. FUNCIONAMIENTO EN CLASE C
Con la clase B, necesitamoscircuitos de contrafase. Por esto, la mayoria de
10s amplificadores de clase B son amplificadores en contrafase. Con la cla-
se C, necesitarnosusar circuitos resonantes para la carga. Por ello, la mayo-
ria de arnplificadores de clase C son amplificadoressintonizados.
O Frecuenciade resonancia :
Con el funcionamiento en clase C, la comente de colector circula durante
menos de un semiciclo. Un circuito resonante en paralelo puede filtrar 10s
pulsos de comente de colector y producir una seiial sen0pura de tensi6n de
salida. La principal aplicaci6n para la clase C son 10s amplificadoressinto-
nizados de RF.El msiximo rendimiento de un amplificador sintonizado de
clase C es del 100 por 100.
La Figura 11-13a muestra un amplificador sintonizado de RF. La ten-
si6n de entrada de alterna alimenta la base y aparece una tensi6n de salida
arnplificada en el colector. La seiial amplificada e invertida estd acoplada
por condensador a la resistencia de carga. Debido a1 circuito resonante en

382 PRINCIPIOSDE ELECTR~NICA
paralelo, la tensi6n de salidaes mhxima en la frecuencia de resonancia,dada
por:
1
En el resto de frecuencias, la gracia de tensi6n cae como muestra la
Figura 11-13b. Por esta raz6n, un amplificador sintonizado de clase C es
comlinrnente usado para amplificar bandas estrechas de frecuencia. Esto lo
hace ideal para amplificarsefiales de radio y televisidn,ya que cada estaci6n
o canal esti asignado a una estreclia banda de frecuencias a ambos lados de
la frecuencia central. - -
El amplificador de ;lase C estiisih polarizar, como muestra el circuito
equivalentede la Figura 11-13c.La resistencia Rs en el circuito del colector
es la resistencia serie de la autoinducci6n.
RECTA.DECARGA
PARA CONTINUA +
"cc -- -- - -- - - - .-
Figura11-13. a) Arnplificador sintonizadoen clase C; b) ganancia de tensi6n frente a frecuencia;
c) el circuito equivalentepara continua esta. sin polarizar; d) dos rectas de carga; e) circuito equivalente
para comente alterna.

0 Recta de carga
La Figura 11-13d muestra las dos rectas de carga. La recta de carga para
continuaes aproximadamentevertical,ya que la resistencia de la autoinduc-
ci6n Rses muy pequeiia. La recta de carga para continua no es importante,
ya que el transistor no esth polarizado. La que es importante es la recta de
carga para alterna.Como se indica, el punto Qesth en el extremoinferior de
la recta de carga. Cuando una seiial esth presente, el funcionamientoinstan-
the0 mueve el punto Q hacia arriba a travCs de la recta de cargas hacia el
punto de saturaci6n.El pulso mhximo de la comente de colector viene dado
por la comente de saturaci6n Vcc/rc.
5 Desplazamientode corriente continuade la senal
de entrada !
La Figura 11-13ees el circuito equivalente para alterna. La seiial de entrada
excita el diodo emisor,y 10spulsosde coniente amplificada llegan a1circui-
to resonante. En un amplificador de clase C sintonizado, el condensador de
entrada es causante del desplazamiento negativo. Por esta raz6n, la seiial
que aparece en el emisor esd negativamente desplazada.
La Figura 11-14a ilustra este desplazamiento negativo. Solamente 10s
picos positivos de la seiial de entrada llegan a1 diodo emisor. Por esta
razbn, la corriente de colector circula en pulsos cortos como 10s de la Figu-
ra 11-14b.
-L- -L- I +CtMENOR QUE 180"
Fieura 11-14. a) Seiial de entrada desplazada negativamente en la base; b) la corriente de colector fluye
en pulsos;c) circuito de colector de comente alterna;d) onda de tensi6n en el colector.

O Filtrando 10s armdnicos
En el Capitulo 5 se trat6 brevemente el concept0 de arm6nicos. La idea
bdsica es Csta: una onda no sinusoidal como la de la Figura 11-14bes rica en
amdnicos, mGltiplos de la frecuenciade entrada. En otraspalabras, 10s pul-
sos de la Figura l l-14b son equivalentesa un grupo de ondas tipo seno con
frecuenciasx 2 j 3J ..., nf.
El circuito resonantede la Figura 11-14ctiene una alta imbedancia sola-
mente en la frecuencia fundamentalf.Esto produce una gran ganancia de
tensi6n en la frecuencia fundamental.
Por otro lado, el circuito resonante tiene una impedancia muy baja para'
10s m6nicos superiores, lo que pravoca una ganancia de tensi6n muy pe-
queiia.Es por estopor lo que la tensi6n que atraviesael circuito resonante es
casi como la onda tipo senopura de la Figura 11-14d.Comotodos 10sarm6-
nicos superiores son filtrados, s610 la frecuencia fundamental aparece en el
circuito resonante.
O Deteccionde averias
Como 10samplificadoresde clase C sintonizadostienen una seiial desplaza-
da negativamente,podemos usar un voltimetrocon una alta impedanciapara
medir la tensi6n en el diodo emisor. Si el circuito funciona correctarnente,
tendremos lecturasde tensi6n negativas aproximadamenteiguales al pico de
la seiial de entrada.
El test de voltimetro puede ser dtil cuando no tengarnos un osciloscopio
a mano. Con el osciloscopio, sin embargo, obtendremosuna comprobaci6n
m6s uniforrne de lo que ocurre en el diodo emisor.Veriamosuna onda nega-
tivarnente desplazada cuando el circuito funcione correctamente.

. . :. .:.~;.',::., ,. . < . 3
, . ? 7
AMPLIFICADORES DE POTENCIA ,385
Fig~ra11-15. Ejemplo.
11-6, ECUACIONES DE LA CLASE C
Un arnplificador de clase C sintonizado se usa normalmente como amplifi-
cador de banda estrecha. La sefial de entrada en un circuit0 de clase C se
amplificaobteniendo grandes potencias de salida con un rendirnientoapro-
ximado del 100por 100.
O Ecuacionesuniversales
Algunas de las ecuaciones utilizadas para la clase A son tambiCn aplicables
a la clase B y C. A continuaci6n se ofrece una lista de ecuaciones que se
pueden aplicar a todas las clases de funcionarniento:
Pout
G = - (ganancia de potencia)
Pin
Pout=VOU'L (potencia de salida para alterna)
8RL

(mAxima potencia de salida para alterna)
pdc = vccld~ (potencia de entrada para comente continua)
,I= x 1009 (rendimiento)
Pdc
0 Ancho de banda
Como se discuti6en el cprso bisicxel ancho de banda (BW)de un circuito
resonante viene definido como: -
dondef,=frecuencia de potencia media inferior;
f,=frecuencia de potencia media superior.
La frecuencia de potencia media es igual a la frecuencia en la cual la
ganancia en tensi6n es 0,707 veces la ganancia mixima, como se.muestra
en la Figura 11-16. A menor BW, se estrechari el ancho de banda del
amplificador.
Con la Ecuaci6n (11-15)es posible conseguiresta nueva ecuaci6n para
el ancho de banda:
donde Q es el factor de calidad del circiuito. La Ecuaci6n (11-16) nos dice
que el ancho de banda es inversarnente proporcional a Q. A mayor valor
de Q en el circuito, menor ancho de banda.
Los amplificadores de clase C casi siempretienen un circuito donde Q es
mayor que 10. Esto quiere decir que el ancho de banda es menor que 10por
100de la frecuenciade resonancia. Por estaraz6n, 10samplificadoresde clase
C son amplificadoresde banda estrecha.La salidade un amplificadorde ban-
da estrecha es una tensi6n sinusoidal grande en resonanciacon ripidas caidas
cuando no esd en resonancia.
Flgura11-16. Ancho de banda.

0 CaCda de corriente para resonancia +VCC
Y
Cuandoun circuitoLC esttien resonancia, la impedanciade cargapara alter-
na para la corrientede colector es mhima y puramente resistiva. Por tanto,
la corriente de colector es minima en resonancia. POTaniba y debajo de la
resonancia, la impedancia de carga de alterna decrece y la comente de co- AMPLIFICADOR
lector aumenta. DE CLASE C
Una forma de sintonizarun circuit0LC resonante es observando las dis- SINTONIZADO
minuciones de comente continua suministradasal circuito, como muestra la
Figura 11-17.La ideab6sica es medir la comente I,, de la fuentede potencia 6-
cuando el circuito esd sintonizado(variando L o 0.Cuando el circuito se
-
pone en resonanciapara una frecuencia de entrada, la lectura del amperime- Cigura ll-l,.,,,tro caer6 a1 valor minimo. Este indica que el circuito est6 correctarnente c o ~ e n t edisminuye en la
sintonizado,ya que alcanza la mkima impedancia en este punto. frecuencia de resonancia.
0 Resistenciade colector para corriente alterna
Cualquierautoinduccicintiene una resistencia en serieRs,como se indica en. .
la Figura 11-18a.El valor de Q parada autoinducci6n estti definido corno:
donde QL= factor de calidad de la bobina
XL= reactancia inductiva
Rs='resistencia de la bobina '
Recordar que Cste es el valor de Q solamentepara la autoinducci6n. El cir-
cuito completo tiene una Q menor, ya que incluye el efecto de la resistencia
de carga.
Como dijimos en el curso blisico, la resistencia en serie de una autoin-
duccidn puede ser sustituida por una resistencia en paralelo R,, como se
muestra en la Figura 11-18b. Cuando Q es mayor que 10, esta resistencia
equivalente viene dada por:
Figura 11-18. a) Resistencia serie equivalentepara la autoinducci6n;
b) resistencia paralelo equivalente para la autoinducci6n.

388 PFUNCIPIOS DE ELECTR~NICA
En la Figura 1 1-18b,XLcancelaa Xcen el punto de resonancia, quedan-
do s610 Rpen paralelo con R,. Por ello, la resistencia vista desde el colector
en resonancia es:
El valor de Q para el circuito total viene dado por:
En este circuito, Q es menor que QL,factor de calidadde la bobina. En la
prictica, en 10s amplificadoresdkaase, el valor de QLes tipicamente 50 o
mayor. Como el valor de Q total es 10 o mds, el funcionamientoes de banda
estrecha.
0 Ciclo de trabajo
La breve excitaci6n del diodo ernisor en cada pico positivo produce estre-
chos pulsos de comente de colector, como muestra la Figura 1 1-19a.Con
pulsos como Cstos, es conveniente definir el ciclo de trabajo corno:
donde D = .ciclo de trabajo
W = anchura del pulso
T = periodo el pulso
Por ejemplo, si un osciloscopiomuestra un pulso de 0,2 ps y un periodo de
1,6 ps, el ciclo el trabajo es:
Tan pequeiio seri el ciclo de trabajo como Sean estrechos 10s pulsos
comparados con el periodo. Un amplificador tipico de clase C tiene un ciclo
de trabajo pequeiio. De hecho, el rendimientode un ampiificadorde clase C
aumenta cuando el ciclo de trabajo disminuye.
Figura 11-19. Ciclo de trabajo.

Q ~ngulode conduccidn
Una formaequivalentede estudiar el ciclo de trabajo es usando el hngulo de
conducci6n @, que podemos ver en la Figura 11-19b:
Por ejemplo, si el Angulo de conduccidn es de 18", el ciclo de trabajo es:
O Disipacionde potencia en el'transirtor
La Figura 11-20a muestra la tensidn ideal colector-emisor en un transistor
amplificador de clase C. En la Figura 11-20a, la mkima salida viene dada
por:
Como la tensi6n maxima es aproximadamente2Vcc, el transistor deber6 de
tener &a VCEOmayor que 2Vcc.
La Figura 11-20bmuestra la comente de colector para un amplificador
de claseC. Normalmente, el Angulo de conducci6n @es muy inferior a 180".
Flgura11-20. a)Salidamkima;b)hgulo de conducci6n;c) disipaci6nde potenciaen el transistor;d )consumo
de comente; e) rendimiento.

Fijese en que la comente de colector alcanza un valor msiximo en I,,,,;. El
transistordebe de tener en sus caracten'sticasun pico de comente superior a
esto. La parte del ciclo dibujada con linea discontinuarepresenta el tiempo
que el transistor esd en corte.
La potencia de disipaci6n en el transistor depende del hgulo de con-
ducci6n. Como se muestran la Figura 1l-20c, la potencia de disipaci6n se .
incrementa cuando el Bngulo de conducci6n est6por encima de 180". La
potencia maxima de disipaci6n de un transistor puede ser calculada a
partir de:
La Ecuaci6n (11-24) representa el peor de 10s casos. Un transistor fun-
cionandoen clase C debe tener unas caracteristicasde potencia mayores que
esto o se destruirA. En condiciones normales de operacibn, el Bngulo de
conducci6n debe ser mucho menor que 180"y la potencia de disipacidn de
un .transistorserB menor que MPp/40rc.
Q Rendimientode la etapa
La comente continua de colector depende del iingulo de conducci6n. Para
un hgulo & conducci6n de 180" (una seiial 'de media onda), la media de
comente continua en el colector es Ic(sar)ln.Para hgulos de conducci6n ma-
yores, la corriente continua de colector es menor que esto, como muestra la
Figura 1l-20d. La comente de colector continua es la tinica que afecta a1
consumode comente en un amplificadorde clase C, ya que no hay resisten-
cias de polarizaci6n.
En un amplificadorde clase C, la mayor parte de la potencia de entrada
en continua es transformada en potencia de carga en alterna, ya que las
pdrdidas en el transistor y en la bobina son pequeiias. Por esta raz6n, un
amplificadorde clase C tiene un rendimiento de etapa alto.
La Figura 1l-20e muestra c6mo el rendimiento'6ptimo para la etapa
varia con el hgulo de conduccibn. Cuando el hgulo de conducci6n es de
180°,el rendimiento de la etapaes del78,5 por 100,el mhimo te6rico para
un amplificadorde clase B. Cuando el hgulo de conducci6n disrninuye,el
rendimiento de la etapa aumenta. Como ya indicamos, la clase C tiene un
rendimiento msiximo del 100por 100, cuando nos acercamos a hgulos de
conducci6n muy pequeiios.

(a) . . (6)
Figura11-21. Ejemplo.

- I CARACTERCSTICAS TECNICAS
DE UN TRANSISTOR
La temperatura en la uni6n del colector impone un limite a la disipaci6n
mhima de potencia PD.Segdn sea el tipo de transistor, una temperatura de
la uni6n en el interval0 de 150 a 200°C destruird al transistor. En las hojas
de caractensticas esta temperatura mkima de la uni6n se indica como T,,&,.
Por ejemplo, la hoja de caracteristicas de un 2N3904 indica una TJcmr,) de
150°C; la hoja de caracteristicas de un 2N3719 indica una de 200°C.
O Temperatura ambiente
El calor producido en la uni6n pasa a travCs del encapsulado(de metal o de
plhtico) del transistor y se irradia al aire circundante. La temperatura del
aire, conocida como temperatura ambiente,se halla alrededor de 10s 25"C,
per0 en 10sdias calurosospuede ser mucho mAs elevada. Ademds, la tempe-
ratura ambiente puede ser mucho mds alta dentro de un equipo electr6nico.
O Factor de auste
En las hojas de caracteristicas con frecuenciase indica la P D , ~ ,de un tran-
sistorpara una temperaturaambientede 25"C.Por ejemplo,el 2N1936tiene
una P,,,, de 4 W para una temperatura ambiente de 25°C. Este hecho
significa que un 2N1936, empleado en un arnplificador de clase A, puede
tener una disipaci6n de potencia de hasta 4 W. Siempre que la temperatura
ambiente sea de 25°C o menor, el transistor se hallard dentro de la limita-
ci6n de potencia indicada.
~QuCse puede hacer si la temperatura ambiente supera 10s 25"C? Se
tiene que reducir la limitaci6n de potencia. En las hojas de caractensticas

. 0 . .'.,
viene incluida a veces una curva de ajuste como la que se muestran la Figu-
ra 11-22. Como puede observarse, la limitaci6n de potencia disminuye a1
aumentarla temperaturaambiente. Por ejemplo, a una temperatura ambiente
de 100°C, la limitaci6n de potencia es de 2 W.
Algunas hojas decaractensticasno incluyen una curva de ajuste comola
de la Figura 11-22;tan s610 indican un factor de ajuste D. Por ejemplo, el
factor de ajuste para un 2N1936es 26,7 mWI0C.Este dato significa que hay
que restar 26,7 mW por cada grado que la temperatura ambiente estC por
encima de 10s 25"C. Expresado en simbolos:
donde:
AP = decrement0 en el limite miximo de potencia
D = factor de ajuste
TA= temperatura ambiente
Comoejemplo, si la temperatura ambiente se elevasea 75"C,habna que
reducir la limitaci6n de potencia en:
Como el lirnite de potencia es de 4 W a 25"C, la nueva limitaci6n de poten-
cia sena de:
Pm,&, =4 W - 1,34W = 2,66 W
y este hecho concuerda con la curva de ajuste de la Figura 11-22.
Ya sea que la limitaci6n de potencia se obtenga de una curva de ajus-
te como la de la Figura 11-22, o bien de una f6rmula como la Ecuaci6n
(11-25), el hecho importante que debe considerarse es que la limitaci6n
de potencia disminuiri a1 elevarse la temperatura ambiente. El hecho de
que un circuit0funcionebien a 25" no es garantia de lo que har6 tambiCn en
T,: temperatura ambiente ("C)
FiBura11-22. Caracteristicade potencia frente a ternperatura ambiente.

un amplio intervalo de temperatura. Por tanto, al diseiiar un circuit0 es
necesario tener en cuenta el intervalo de temperatura de funcionamiento
ajustando todos 10s transistores para la mixima temperatura ambiente es-
perada.
D Disipadoresde calor
Una forma de aumentar la potencia mivrima disipada por un transistor con-
siste en deshacerse con mayor rapidez del calor. Para tal fin se usan 10s
disipadores de calor. Si se aumew el Area superficial del encapsuladodel
tr,ansistor,se permite que el calor escapemis ficilmente hacia el aire circun-
dante. Observe la Figura 11-23a.Cuando este tipo de disipador de calor se
ajusta a1 encapsuladodel transistor, el calor se irradia m 6 ripidamente de-
bido al increment0 del Area proporcionada por las aletas.
En la Figura 11-23bse muestra un transistor de potencia con encapsula-
do methlico. El encapsulado methlico proporciona un camino de salida del
transistor para el calor. Este encapsulado metAlico se puede sujetar a1chasis
del equipo electr6nico. Como el chasis es un disipador masivo de calor, el
calor puede escapar ficilmente del transistor hacia el chasis.
Los transistores de potencia elevada, como el de la Figura 11-23c,tie-
nen el colector conectado directamente a la cipsula para permitir que el
calor escape tan ficilmente como le sea posible. El encapsulado del tran-
sistor se conecta a1chasis. Para evitar que el colector se ponga en cortocir-
cuito con la masa del chasis, se sitiia una delgada l h i n a de mica entre el
encapsulado del transistor y el chasis. Lo importanteen este caso es que el
calor puede escapar m b r6pidamentedel transistor; asi, el transistor puede
tener una mayor disipaci6n de potencia para la misma temperatura am-
biente.
ENCAPSUIADO COLECTOR
CONECTADO
AL ENCAPSULADO
TERMINAL 1. BASE
2. EMISOR
ENCAPSUIADO-COLECTOR
Flgura 11-23. a) Disipador de calor ajustable; b) transistor de potencia con
encapsulado medico; c) transistor de potencia con el colector conectado a1
encapsulado.

0 Temperatura del encapsulado
Cuando el calor sale de un transistor, pasa a travCs del encapsulado del
transistor hacia el disipadorde calor, y despuCs Cste irradia el calor hacia el
aire circundante. La temperatura del encapsulado del transistor, Tc, sera li-
gerarnentesuperiora la temperaturadel disipador de calor, G,que, a su vez,
sera ligeramente mayor que la temperatura ambiente, T,.
En las hojas de caracterishcas para 10s transistores de gran potencia, se
incluyencurvasde ajustepara la temperaturadel encapsuladoen vez de para
la temperatura ambiente. Por ejemplo, en la Figura 11-24se muestra la cur-
va de ajustepara un 2N5877. La potencia mixima es de 150W a una tempe-
ratura del encapsulado de 25"C;luego decrece linealmentecon la tempera-
tura hasta llegar a cero para una temperatura del encapsulado de 200°C.
A veces, lo que se tiene es un factor de ajuste en vez de una curva de
ajuste. En tal caso, se puede aplicar la ecuaci6n siguiente para calcular la
reducci6n en la limitacian de potencia: ,
donde:
AP = decrement0 en el limite mhimo de potencia
D = factor de ajuste
Tc = temperatura del encapsulado
Para utilizar la curva de ajuste de un transistor de potencia elevada, es
necesario saber cuAl sera la temperatura del encapsulado en el peor de 10s
casos. DespuCs, se pueden hacer 10sajustes para obtener la potencia mixima.
Tc:temperatura del encapsulado("C)
Fioura11-24. Caracteristicadepotencia frenteala temperaturadel encapsulado.

Figura 11-25. Ejemplo.

RESUMEN
Secci6n 11-1. Clasificacidn de amplificadores
Las clases de funcionamiento,son A, B y C. Los tipos
de acoplamientoson por condensador,por transforma-
dory directo.La clasificacidnpor frecuenciadistingue
de audio, radio frecuencia, banda estrecha y banda an-
cha. En 10s de audio distinguimos 10spreamplificado-
res y 10s amplificadores de potencia.
Secci6n 11-2. Dos rectas.decarga
Todo amplificadortiene una recta decargapara comen-
te continua y otra para corriente altema. Para conseguir
la salidamhima pic0 a pico, el punto Q debera estaren
el centro de la recta de carga para corriente alterna.
SecciQn11-3. Funcionamiento en clase A
La ganancia en potencia es igual la potencia de salida
para alterna dividido entre la potencia de entrada para
altema. Las caracteristicas tknicas de potencia para el
transistor debensermayores que la disipaci6nde poten-
cia sin sefial de entrada. El rendimiento de una etapa
amplificaci6n es igual a la potencia de salida en altema
dividido entre la potencia de entrada para continua, en
tanto por ciento. El rendimiento&imo para la clase A
con resistenciade colector y de carga esdel25 por 100.
Si la resistencia de carga es la resistencia de colector,
el rendimiento mhimo aumenta hasta el 50 por 100.
Secci6n 11-4. Funcionamientoen clase B
La mayoria de 10s amplificadoresen clase B usan co-
nexionesen contrdase de dos transistores.Mientras un
transistor conduce,el otro permanece en corte, y vice-
versa. Cada transistor amplifica medio ciclo de sefial.
El rendimiento miurimo de la clase B es 78,5 por 100.
Secci6n 11-5. Funcionamientoen claw C
La mayoriade 10sarnplificadoresde clase C son ampli-
ficadores de radiofrecuencia sintonizados. La sefial de
entrada esd negativamentedesplazada, lo que provoca
estrechospulsos de comen'k de colector. El circuit0re-
sonante esti sintonizado a la frecuencia fundamental,
por lo que todos 10s arm6nicos superiores son filtrados.
to. La resistenciade colectorest6formada por la resis-
tenciaequivalentedel paralelo de la autoinducci6ny la
resistencia de carga.
Secci6n 11-7. Caracteristicas tkcnicas
de un transistor
El rango de potencia de un transistor disminuye cuan-
do la temperatura aumenta. Las hojas de caracten'sti-
cas de un transistormostrar6nun factor de ajusteo una
gifica de disipacidn de potencia frente temperatura.
Los disipadoresde calor pueden eliminar el calor mds
dpidamente, con lo que conseguimos una mayor disi- '
pacidn de potencia.
DEFlNlClONES
(11-7) Ganancia de potencia:
Pin
Pin
(11-13) Rendimiento:
(11-15) Ancho de banda:
A
, .
(11-17) Q para la autoinducci6n:
Secci6n 11-6. Ecuaciones de la clase C
El ancho de banda en 10s amplificadoresde clase C es
inversamenteproportional al valor de Qpara el circui-

(11-18) Resistencia en paralelo equivalente:
(11-19) ~esistenciade colector para comiente
alterna:
(11-20) Q del amplificador:
(11-21) Ciclo de trabajo:
(11-1) Comente de saturaci6n:
RECTADE CARGA vcc
Ic(sat)=-
Rc + RE
VCE
RECTA DE CARGA
v~~(cone)= v~~
VCE
v,
(11-3) Lirnite de salida:
vcE
MPP < Vcc
MPP-( 1- vsc
(11-5) Mfixima salida pic0 a pico:
MP
MPP =2MF'
MPP
(11-9) Potencia de salida:

(11-10) Salida mkima: ' (11-16) Ancho de banda:
A
MPP
f,
Pout(rnk) =-
1- ""=-
f
Q
"CE
1- MPP -I 8R'
fr
(11-11) Potencia del transistor: (11-23) Salida mdxima:
"c
MPP = 2Vcc
PDQ= VCE&
t
vm (11-24) Disipaci6n de potencia:
(11-12) Potencia de entrada de comente continua: Po
(11-14) Frecuencia de resonancia:
CUESTIONES c) Menos de medio ciclo
d) Menos de un cuarto de ciclo
1. Para el funcionarniento en clase B, la comente 2. El acoplamiento por transformador es un ejem-
de colector circula por plo de
a) Todo el ciclo a) Acoplamiento direct0
b) Medio ciclo b) Acoplamiento para corriente alterna

c) Acoplarniento para comente continua
d) Acoplamiento por impedancia
' 3. Un amplificadorde audiofunciona a un rango de
frecuencias de
a) 0 a 20 Hz
b) 20 Hz a 20 kHz
c) 20 a 200 kHz
d) Por encima de 20 kHz
4. Un amplificador radiofrecuenciasincronizadoes
a) De banda estrecha
b) De banda ancha
' c) Acoplado directarnente
d) Un amplificador de continua
5. La primera etapa de un preamplificador es
a) Una etapa de radiofrecuencia sinionizada
b) Una seiial grande
c) Una seiial pequeiia
d) Un amplificador de continuo
6. Para conseguir una tensi6n mixima de salida
pic0 a pico, el valor del punto Q deberfi estar
a) Cerca de la saturaci6n
b) Cerca del corte
C) En el centro de la recta de carga para co-
mente continua
d) En el centro de la recta de carga para co-
mente alterna
7. Un amplificadortiene dos rectasde carga,ya que
a) Tiene resistenciasde colector para comente
continua y alterna
b) Tiene dos circuitos equivalentes
c) La comente continua se comporta de una
forma y la comente alterna de otra
d) Todos 10s anteriores
8. Cuandoel punto Q esd en el centro de la recta de
carga para alterna, la tensi6n de salida mhxima
pic0 a pic0 es igual a
a) VCEQ C) ICQ
b) ~ V C E Q ~ I C Q
9. Un circuit0 en contrafase es casi siempre usado
con
a) La clase A
b) La clase B
c) La clase C
d) Todas las anteriores
10. Una de las ventajasde 10samplificadoresen con-
trafase de la clase B es que
a) No hay consumo de comente sin seiial
b) El rendimiento mhximo es del78,5 por 100
c) Tiene un mayor rendimiento que la clase A
d) Todas las anteriores
11. Los amplificadores de clase C son casi siempre
a) Acoplamientos por transformadorentre dos
etapas
b) Funcionan en frecuencias de audio
C) Amplificadore~deradiokuencia sintonizados
d) De banda ancha
12. La seiialde enmda de un amplificador de claseC
a) Esd negativamente desplazada en la base
b) EstA amplificada e invertida
c) Produce pulsos cortos de comente de colector
d) Todo lo anterior
13. La comente de colector de un amplificador de
. clase C
a) Es una versi6n amplificada de la tensi6n de
entrada
b) Tiene arm6nicos
c) -Est&negativamente desplazada
d) Circula durante medio ciclo
14. El ancho de banda de un amplificadorde clase C
disrninuye cuando
a) La frecuencia de resonancia aumenta
b) Q aumenta
c) X, disminuye
d) La resistencia de carga disminuye
15. La disipaci6n en el transistor de un arnplificador
de clase C disrninuyecuando
a) La frecuencia de resonancia aumenta
b) El valor de Q para la bobina aumenta
c) La resistencia de carga disminuye
d) Aumenta la capacitancia
16. Las caractensticas de potencia de un transistor se
pueden aumentar
a) Aumentando la temperatura
b) Con un disipado de calor
c) Usando la curva de ajuste
d) Funcionando sin seiial de entrada
17. La recta de carga para comente alterna es la mis-
ma que la recta de carga para comente continua
cuando la resistencia de colector para alterna es
igual a
a) La resistenciade ernisor para comente con-
tinua
b) La resistenciade emisorpara corrientealtema
c) La resistencia de colector para comente
continua
d) La tensi6n de alimentaci6n dividido entre la
comente de colector
18. Si Rc = 3,6 k!2 y RL= 10 k!2,la resistencia de
carga para alterna es igual a
a) l0ldZ c) 1 kSZ
b) 2,65 ldZ d) 3,6 kR
19. La comente de colector sin seiial es la misma que
a) La comente de colector continua
b) La comente de colector alterna
c) La comente total del colector
d) La comente del divisor de tensi6n
20. La recta de carga para comente alterna normal- .
mente
a) Es igual a la recta de carga para corriente
continua

b) Tiene menos pendiente que la recta de carga 29. Si la potericia de carga es de 3 mW y la potencia .
para comente continua de continua es de 150 mW, rendimiento es
c) Est6mais inclinadaque la recta de carga para a) 0
comente continua b) 2 por 100
d) Es horizontal c) 3 por 100
21. Para un punto Q cerca del ckntro de la recta de d) 20 por 100
carga para comente continua, es m6s probable
que el recorte ocurra en
a) Los picos positivos de la tensi6n de entrada
b) Los picos negativos de la tensi6n de salida
C) Los picos positivos de la tensi6n de salida
d) Los picos negativos de la tensi6n de emisor
22. En un amplificador de clase A, la comente del
colector circula a
a) Menos de medio ciclo
b) Medio ciclo
c) Menos de todo el ciclo
d) El ciclo completo
. 23. Con la clase A, la seiial de salida deberia ser
a) Sin recortar
b) Recortada en 10s picos de tensi6n positivos
c) Recortada en 10s picos de tensi6n negativos
d) Recortada en 10s picos de comente nega-
tivos
24. El punto de funcionamientoinstantheo oscila a
lo largo de .
a) La recta de carga para comente alterna
b) La recta de carga para comente continua
c) Por ambas rectas
d) Por ninguna de las rectas de carrera
25. El consumo de comente de un amplificador
es el
a) Total de la comente alterna del generador
b) Total de la comente continua de la fuente
c) La gananciade comentede la base a1colector
d) La ganancia de comente del colector a la
base :
26. La ganancia de potencia de un amplificador
a) Es la misma que la ganancia de tensi6n
b) Es m k pequeiia que la ganancia de tensi6n
c) Es igual a la potencia de salida dividida en-
tre la potencia de entrada
d) Es igual a la potencia de carga
27. Los disipadores de calor disminuyen
a) La potencia del transistor
b) La temperatura ambiente
c) La temperatura de la unidn
d) La comente de colector
28. Cuando la temperatura ambiente aumenta, la ca-
racteristica de potencia mbima del transistor
a) Disminuye
b) Aumenta
c) Se mantiene igual
d) Ninguna de las anteriores
PREGUNTAS DE ENTREVISTA
DE TRABAJO
Hable acerca de las tres clases de funcionarnien-
to de 10s amplificadores. Ilustre la explicaci6n
dibujando la onda de comente del colector.
Dibujeen un breve esquema 10stres tipos de aco-
plamiento usados entre etapas amplificadoras.
Dibuje un amplificador PDT. DespuCs, dibuje
sus rectas de cargas para comente continua y al-
terna. Suponiendoque el punto Q estd en el cen-
tro de la recta de carga para coniente alterna,
~ C U Aes la comente de saturation alterna? iLa
tensi6n de corte para alterna?iLa salida miutima
pic0 a pico?
Dibuje un circuito de amplificadoren dos etapas
y explique c6mo calcula el consumo total de co-
mente de la fuente.
Dibuje un amplificador sintonizado de clase C. .
Diga c6mo calcula la frecuencia de resonancia y
quC ocme con la seiial alterna en la base. Expli-
que c6mo es posible que 10s pulsos cortos en el
colector produzcan una onda seno de tensi6n en
el circuito resonante.
iCuAles la aplicaci6n mds comdn de 10s amplifi-
cadores de clase C? jP~drianestos amplificado-
res usarse para aplicaciones de audio? Si no es
asi, jpor quC no?
Explique la raz6n de 10s disipadores de calor.
iPor quC ponemos una l h i n a de mica entre el
transistor y el disipador de calor?
~QuCentendemos por ciclo de trabajo? iC6m0
estd relacionadocon la potencia de alimentaci6n
suministradapor la fuente?
Defina Q.
i C d delasclasesdefuncionamientode 10sampli-
ficadores tiene un mayor rendirniento'?iP0r quC?
Usted tiene que cambiar un transistor y un disi-
pador de calor. En la caja el disipador de calor
contiene un paquete con una sustancia blanca.
~QuCes?
Comparandoun amplificadorde clase A y uno de,
clase C, jcuill tiene la mayor fidelidad?jPor qut?
~QuCt i p de amplificador se usa cuando s610
queremos amplificar un pequeiio rango de fre-
cuencias?
iconqu6otrostipos de amplificadoresest6usted
familiarizado?

Figura 11-26
PROBLEMAS BASICOS ' . Secci6n 11-3. Funcionarniento en clase A
Secci6n 11-2. Dos rectas de carga
11-1. iCu6l es la resistencia de colector de continua
en la Figura 11-26? ~ C u h t ovale la comente
de saturaci6n para continua?
11-2. iCud es la resistencia de colectoralterna en la
Figura 11-26? Si el punto Q est6 aproximada-
mente en el medio de la recta de carga para
alterna, jcuiil es la comentede saturaci6n para
alterna?
11-3. &Cudes la salida mhima pico a pico en la
Figura 11-26?
11-4. Todas las resistencias se doblan en la Figu-
ra 11-26. &Cudes la resistencia de colector
para alterna?
11-5. Todas las resistencias se triplican en la Figu-
ra 11-26.~Cuiiles la salidamAxirna pico a pico?
11-6. iCud es la resistencia de colectorde continua
en la Figura 11-27? jCuiil es la comente de
saturaci6n para continua?
11-7. &Cudes la resistencia de colectoralterna en la
Figura 11-27?Si el punto Q esta aproximada-
mente en el medio de la recta de carga para
alterna,jcud es la comentede saturaci6npara
alterna?
11-8. iCud es la salida mhima pic0 a pic0 en la
Figura 11-27?
11-9. Todas las resistencias se doblan en la Figu-
ra 11-27.i Q ~ 6valor tiene la resistencia de co-
lector para alterna?
11-10. Todas las resistencias se triplican en la Figu-
ra 11-27. j- es la salida mixha pico a
pico?
11-11. Un amplificadortiene una potencia de entra-
da de 4 mW y una potencia de salida de 2 W..
&Cudes la ganancia de potencia?
11-12. Si un amplificadortiene una tensi6n de salida
pic0 a pic0 de 15V en la resistencia de carga
de 1kR,jcua es la gananciade potencia si la
potencia de entrada es de 400 pW?
11-13. jCud es el consumo de comente en la Figu-
ra 11-26?
11-14. ~ C U A ~es la potenciade alimentaci6nde conti-
nua del arnplificador de la Figura 11-26?
11-15. La seiial de entrada de la Figura 11-26
aumenta hasta una tensi6n de salida mhxima
Figura 11-27

AMPLIFICADORES DE POTENCIA , 403
pic0 a pic0 sobre la resistencia de carga.
iCud es el rendimiento?
11-16. iCu6l es la disipaci6nde potencia sin sefial en
la Figura 11-26?
11-17. iCull es el consumo de comente en la Figu-
ra 11-27?
11-18. iCuiil es la potencia de alimentaci6nde conti-
nua del amplificador de la Figura 11-27?
11-19. La sefial de entrada de la Figura 11-27
aumenta hasta una tensi6n de salida maxima
pic0 a pic0 sobre la resistencia de carga.
&Cudes el rendirniento?
11-20. 'Cull es la disipaci6nde potencia sin seiialen
la Figura 11-27?
11-21. Si V,, = 0,7 V en la Figura 11-28, jcuil es la
comente continua en el emisor?
11-22. El altavoz de la Fi,g.ua 11-28es equivalente a
una resistencia de carga de 3,2 R.Si la tensi6n
a travts del altavoz es de 5 V pp, jcutil es la .
potencia de salida? ~ C U Aes el rendimiento?
Secci6n 11-5. Funcionamientoen clase C
11-23. Si la tensi6n de entrada vale 5 V rms en la
Figura 11-29, jcud es la tensi6n de entrada
pic0 a pico? Si medimos la tensidn de co-
niente continua entre la base y tierra, iquC
marcar6 el voltimetro?
11-24. iCu6l es la frecuenciade resonancia en la Fi-
gura 11-29?
11-25. Si doblamos la autoinducci6n en la Figura
11-29, j c ~ i les la frecuencia de resonancia?
11-26. jCud es la frecuenciade resonancia en la Fi-
gura 11-29 si cambiamos la capacidad del
condensador a 100pF?
Secci6n 11-6. Ecuaciones de la clase'c
11-27. Si el amplificador de clase C de la Figu-
ra 11-29.iiene una potencia de salida de 11
mW y u'na potencia de entrada de 50 pW,
jcud es'la ganancia de potencia?
11-28. iCuA es la potencia de salida en la Figu-
ra 11-29si la tensidn de salida es de 50 V pp?
11-29. iCud es la mihima potencia de salida de al-
tema en la Figura l 1-29?
11-30. Si el consumo de comente en la Figura 11-29
es de 0,5 mA, jcud es la potencia de entrada
de continua?
11-31. iCu6l es el rendimientode la Figura 11-29 si
el consumo de comente es de 0,4 mA y la
tensi6n de salida es de 30 V pp?
11-32. Si el valor de Q para la autoinduccidn es de
125 en la Figura 11-29, jcu6l es el +tho de
banda del amplificador?
11-33. iCu6l es el peor caso de disipaci6n de poten-
cia en el transistor de la Figura 11-29?
Figura 11-28
Secci6n 11-7. Caractensticas tCcnicas .
de un transistor
11-34. El transistorde la Figura 11-26es un 2N3904.
Si el circuito tiene que funcionaren una tem-
peratura ambiente de 0 a lop, jcull es la ca-
racteristica de potencia mlxima del transistor
en el peor de 10s casos?
11-35: Un transistor tiene una curva de ajuste como
la de la Figura 11-22. iCull es la caracteristi-
ca de potencia mlxima para una temperatura
arnbiente de 100°C?
11-36. Las hojas de caracteristicas de un 2N3055 in-
dican una potencia de 115W para una tempe-
ratura del encapsuladode 25"C. Si el factor de
ajuste es de 0,657 WI0C,jcud es Pad,, cuan-
do la temperaturadel encapsuladoes de 90°C?
PROBLEMAS DE MAYOR DlFlCULTAD
11-37. La salidade un amplificadores una onda cua-
drada incluso si la seiial de entradaes de tipo
seno. iCu6l es la explicaci6n?
11-38. Un transistor de potencia como el de la Figu-
ra 11-23cse usa en un amplificador.Alguien le
dice que comola carcasaesth conectada a tierra,
puede tocarla sin problem jQu6 opina de esto?
11-39. Usted esth en una librena y lee en un libro de
- ' electr6nica: ccAlgunos amplificadores de po-
tencia pueden tener un rendimiento del 125
por 100~.icompran'a este libro? Explique su
respuesta.
11-40. Normalmente,la recta de carga para comente
alterna es mls vertical que la de comente
continua. Un par de compafieros dicen que
esth dispuestosa apostarque pueden dibujar
un circuito cuya recta de cargapara alternaes

Figura 11-29
menos vertical que la de continua. ~Aceptaria 11-46. &Cudes la salida mhxima pico a pico para
la apuesta? Raz6nk.10. cada etapa de la Figura 11-30.
11-41. Dibuje las rectas de carga para la Figu-- -
ra 11-26.
'- 11-42. .Dibuje-las rectas de carga para cada una de
ANALISIS DE VARIABLES
las etapas de la Figura 11-30. DEPENDIENTES
11-43. ~ C U Aes el consumo total de comente en la
fuente de potencia de la Figura 11-30? i Y la
potencia total de continua de entrada?
11-44. En la Figura 11-30,jest6 el punto Q de la pri-
mera etapa en el centro de la recta de carga de
alterna?
11-45. En la Figura 11-30, jesth el punto Q de la se-
gunda etapa en el centro de la recta de carga
de alterna?
En la Figura 11-31,P, es la potencia de salidaen laresis-
tencia de carga, y P, la potencia de entrada de la fuente.
11-47. Predecir la respuesta de las variables depen-
dientes para un ligero aumento de V,,.
11-48. Repetir el problema 11-47 para un ligero
aumento de R,.
11-49. Repetir el problems 11-47 p a . un ligero
aumento de R,.
Figura11-30

RESPUESTAS
Figura 11-31
11-50. Repetir el problema 11-47 para un ligero 11-53. Repetir el problerna 11-47 para un ligero
aumento de &. aumento de &.
11-51. Repetir el problema 11-47 para un ligero 11-54. Repetir el problerna 11-47 para un ligero
aumento de Rc. aurnento de R,
11-52. Repetir.el problema 11-47 para un ligero 11-55. Repetir el problerna 11-47 para un ligero
aurnento de V,. aumento de p.

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