Introducción.

Una de las funcionalidades más importantes de un transistor es la de amplificar señales.

Los reguladores de potencia más sencillos son lineales. Existen dos tipos de circuitos integrados (CI) aptos para esta función: los amplificadores lineales y los reguladores de tensión lineales.

Los transistores bipolares de potencia se pueden emplear tanto en aplicaciones lineales como en conmutación, aunque son más lentos y sensibles al fenómeno de la segunda ruptura, el cual es el resultado de una distribución no uniforme de la corriente en la unión base-colector (polarizada inversamente durante conducción) del transistor de salida, provocando un aumento de la temperatura en aquella zona que puede destruir el dispositivo; y que es distinto de la ruptura primaria por avalancha. Como la ganancia de corriente de los BJT es pequeña, normalmente se los emplea en configuración Darlington.

Amplificador de audio

Diseño del circuito:

En la figura 1. Se muestra el diseño simulado en el software multisim; donde se muestran cada

elemento que se utilizó con sus respectivas tolerancias.

Figura 1. Diseño simulado en Multisim

El circuito fue alimentado con un 32 y -32 que es el máximo voltaje conseguido por las fuentes

disponibles en el laboratorio, consiguiendo así una potencia de 54 w

Ganancia de la primera etapa (amplificación pequeña señal)

Se calculó la ganancia de la primera etapa para ello se utilizó una señal de entrada de 174mv y

el resultado fue el siguiente.

����= ���

��� =31.5�

174��= 181.5

Resistencia de entrada de la primera etapa

La resistencia de entrada viene dada por

Rin=R1||R2||(Re+R3))=81.97ohm

Ganancia de la etapa de potencia.

El cálculo de la ganancia de potencia se realizó con la salida de la etapa de pequeña señal y el

voltaje total que llegaba al parlante y el resultado fue:

����= ���

��� =30.45�

31.5�= 0.96

Resistencia de entrada de la etapa de potencia

El cálculo de la resistencia de entrada de la etapa de potencia viene dada por

Rin=R5||R6(Re+R7))=2553 ohm

Ganancia total del amplificador

����= ���

��� =30.45�

174��= 175

Punto de trabajo Q de los transistores

El transistor bipolar que opera en la región lineal tiene unascaracterísticas eléctricas lineales que son utilizadas paraamplificación.Los valores de corrientes y tensiones en continua en los terminales de un transistor se denomina punto de trabajo. En transistor del circuito está polarizado con dos resistenciasy una fuente de tensión en continua VCC.

�� =��� − ���

��

De esta forma se obtiene el punto q de los transistores; en un archivo adjunto se muestran el punto q de cada transistor utilizado.

Punto q del transistor 2n2222A

En la figura 2. Se observa las coordenadas del punto de operación Q siendo la corriente en emisor el eje y el voltaje colector-emisor el eje de las x

De esta forma se estableció el punto q en cada transistor

Figura 2. Punto de operación Q

Punto de operación Q del 2n2005

Figura 3. Punto de operación Q del 2n2905

Punto de operación Q del 2n3055

Figura 4. Punto de operación Q del 2n3055

Resultados obtenidos

Figura 5. Resultados obtenidos a partir de la simulación

En la figura 5. Se observa el voltaje Pico-pico obtenido a partir de la simulación, y de igual forma la onda obtenida.

Figura 6. ampliación del osciloscopio mostrado en la figura 2.

En la figura 6. Se observa la amplitud utilizada y la forma senoidal de la onda para alimentar el

circuito del amplificar.

Figura 7. Ampliación del generador de señales

Potencia entrega al parlante

A partir el voltaje entregado al parlante y sabiendo su resistividad de 8 ohmios se calculó la

potencia entregado por el amplificador al parlante obteniendo una potencia igual a 56w

� =(��� √

)

�#= 56$

Distorsión Armónica

Distorsión Total Armónica (THD): La distorsión armónica es un parámetro técnico utilizado

para definir la señal de audio que sale de un sistema.

La distorsión armónica se produce cuando la señal de salida de un sistema no equivale a la

señal que entró en él. Esta falta de linealidad afecta a la forma de la onda, porque el equipo ha

introducido armónicos que no estaban en la señal de entrada.

Para calcularla se hace uso de la siguiente fórmula:

Los armónicos medidos en el laboratorio fueron:

1Kh: 5.0dB = 3.16

2Kh: -38.0 dB = 1.58*10%&

3Kh: -40.0 dB = 1.0*10%&

4Kh: -36.2 dB = 2.39*10%&

5Kh: -38.1 dB = 1.54*10%&

'() =(1.58 + 1.0 + 2.39 + 1.54) ∗ 10%&

3.16

'() = 2.06 ∗ 10%&

Conclusiones.

• En el diseño y construcción del amplificador de sonido de 20w se hace uso de todos los conceptos y formulas de los transistores desde su polarización hasta su aplicación como amplificador. La construcción de un amplificador consiste en tomar una señal de entrada de audio y aumentar su nivel, incrementando, para ello, la amplitud de la señal de entrada mediante corrientes de polarización (voltaje negativo, voltaje positivo) en el transistor de salida.

• Los amplificadores clase AB es 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 oscila entre e 65% y el 75% mucho mayor que los clase A pero menos a los clase B, menor cuanto mayor nivel tenga la corriente de polarización.

• Teniendo en cuenta que el THD medido y que fue producido por el amplificador es menor del 0.01%, implica que el amplificador es de alta calidad.

Laboratorio de electrónica

Presentado por:

Carlos Castillo Posso.

Natanael Garcia Pajaro.

Diego Beltran Bohorquez.

Presentado A:

M.s.C. Ricardo Arjona Angarita

Amplificador de audio

Universidad tecnológica de bolívar

25/11/10