AMPLIFICADORES CLASE A

AMPLIFICADORES CLASE A

Cuando un amplificador en emisor común, en colector común o en base común se polariza de modo que opere en la región lineal durante 360° del ciclo de entrada, se trata de un amplificador clase A. En este modo de operación la forma de onda de voltaje de salida tiene el mismo perfil que la forma de onda de entrada. Un amplificador clase A puede ser inversor o no inversor.

En la figura 1 se ilustra la operación clase A, en donde la forma de onda de salida es una replica amplificada de la entrada, que puede estar en fase o desfasada 180° con la entrada.

[pic 1][pic 2]

El punto Q debe estar centrado para señal de salida maxima.

Cuando el punto Q se encuentra en el centro de la recta de carga de ca (a la mitad entre saturación y corte), es posible obtener una señal clase A maxima. Lo anterior se ilustra gráficamente en la recta de carga de ca de la figura 2(a). Idealmente, la corriente del colector puede variar de su valor de punto Q, ICQ, hacia arriba hasta su valor de saturación Ic(sat) y hacia abajo hasta su valor de corte igual a cero. Esta operación se indica en la figura 2(b).

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

Como puede verse en la figura 2(b), el valor tipicote la corriente del colector es igual a ICQ y el valor típico del voltaje colector-emisor es igual a VCEQ. Esta es la señal más grande posible en un amplificador clase A. cuando la señal de entrada es demasiado grande, el amplificador se excita y pasa a corte y saturación, como se ilustra en la figura 3.

[pic 6][pic 7]

UN PUNTO Q NO CENTRADO LIMITA LA EXCURSION DE LA SALIDA

Si el punto Q no esta centrado en la recta de la carga de ca, entonces la señal de salida se limita a un valor inferior al máximo posible. En la figura 4(a) se muestra una recta de carga de ca con el punto Q desplazado del centro hacia el corte. En este caso, la excursión de salida es imitada por el corte. La corriente del colector puede excursionar solo hacia abajo, cerca de cero y una cantidad igual por arriba de ICQ. El voltaje colector-emisor puede excursionar solo hacia arriba hasta su valor de corte y una cantidad igual por debajo de VCEQ. Si el amplificador se sobreexcita, entonces pasa a corte, como se muestra en la figura 4(b), y las formas de onda aparecerán recortadas en un pico.[pic 8]

[pic 9][pic 10][pic 11]

[pic 12]

[pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]

[pic 17]

        En la figura 5(a) se muestra una recta de carga de ca con el punto Q desplazado del centro hacia la saturación. En este caso, la excursión de salida es limitada por la saturación. La corriente del colector puede excursionar solo hacia arriba hasta cerca de la saturación y en una cantidad igual por debajo de ICQ. El voltaje colector-emisor puede excursionar solo hacia abajo hasta cerca de su valor de saturación y una cantidad igual por arriba de VCEQ. Si el amplificador se sobreexcita, entonces entra en saturación, como se muestra en la figura 5(b).

OPERACIÓN CON RECTA DECARGA EN SEÑAL GRANDE

Recuerde que un amplificador como el que se muestra en la figura 6 puede representarse en términos de sus equivalentes en cd o en ca.

Recta de carga en cd  Usando el equivalente en cd de la figura 7(a) es posible determinar la recta de carga de cd como sigue: IC(sat) ocurre cuando VCE [pic 18]0, de modo que

[pic 19]

[pic 20][pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

En la figura 7(b) se muestra la recta de carga de cd.

 RECTA DE CARGA EN CA.   Desde el punto de vista de ca, el circuito de la figura 9-6 difiere del de cd. La resistencia del colector es diferente porque RL esta en paralelo con RC debido al capacitor de acoplamiento C2, y la resistencia del emisor es cero debido al capacitor de punteo C3; por consiguiente, la recta de carga de ca es diferente de la de cd.¿cuanta corriente del colector puede haber en condiciones de ca antes de que ocurra la saturación? Para contestar esta pregunta se hará referencia al circuito equivalente en ca y a la recta de carga de ca de la figura 9-8. Observe que un subíndice en minúsculas indica la cantidad en ca, y que un subíndice en mayúsculas indica una cantidad en cd. Por ejemplo, RC es la resistencia del colector en ca y RC es la resistencia del colector en cd. ICQ y VCEQ son las coordenadas del punto Q. avanzando desde el punto Q hasta el punto de saturación, el voltaje colector-emisor cambia desde VCEQ hasta cero; es decir, [pic 26]La excursión en la corriente del colector que va desde el punto Q hasta la saturación es, por tanto,

[pic 27]

En donde RC = RC||RL es la resistencia del colector en ca. La corriente del colector en ca máxima (saturación) es

[pic 28]

Por tanto,

       [pic 29]            (1)

Al pasar el tiempo Q a corte, la corriente del colector excursiona desde ICQ hasta cerca de 0; es decir, [pic 30]. La excursión del voltaje colector-emisor que va desde el punto Q hasta corte es, entonces,

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

El valor de corte del voltaje de ca colector-emisor es

[pic 34]                 (2)

Estos resultados se muestran sobre la recta de carga de ca de la figura 9. La recta de carga de cd correspondiente se muestra para fines de comparación.

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