Diseñando amplificadores Clase-a, Clase-b y Clase-ab: Cálculos y Desempeño

El diseño amplificador implica seleccionar la clase adecuada basada en requisitos de rendimiento como eficiencia, linealidad y disipación de calor. Comprender los cálculos y compensaciones para amplificadores Clase-A, Clase-B y Clase-AB ayuda a tomar decisiones informadas para aplicaciones específicas.

Amplificadores de clase-A

Los amplificadores Class-A funcionan con el transistor de salida que conduce a lo largo de todo el ciclo de entrada. Son conocidos por alta linealidad y baja distorsión pero tienen baja eficiencia, típicamente alrededor del 25-30%. La corriente de sesgo se establece para que el transistor permanezca activo en todo momento, lo que resulta en una disipación de calor significativa.

Las calculaciones para amplificadores Clase-A se centran en la corriente de sesgo y el voltaje, asegurando que el transistor permanece en la región activa.

P]disipation = V [CC × I]bias

Amplificadores de clase-B

Los amplificadores de Clase-B utilizan dos transistores, cada uno de ellos conduciendo para la mitad de la forma de onda. Esta configuración mejora la eficiencia, alcanzando hasta el 78,5%. Sin embargo, son propensos a la distorsión cruzada cuando la salida transisiona entre los transistores.

El cálculo clave implica sesgador de los transistores en el corte, con el conjunto de la corriente de sesgo a cero o cerca de cero. La eficiencia se calcula como:

Eficiencia = (P] ] / P]DC) × 100%

Amplificadores de clase-AB

Los amplificadores de clase-AB combinan características de diseños de Clase-A y Clase-B. Usan sesgador para mantener a los transistores ligeramente conduciendo, reduciendo la distorsión cruzada manteniendo una mayor eficiencia que la Clase-A, típicamente alrededor del 50-60%. Esto los hace adecuados para aplicaciones de audio.

La corriente de sesgo está cuidadosamente establecida para minimizar la distorsión sin calor excesivo. Los cálculos implican equilibrar el voltaje de sesgo y la corriente para optimizar el rendimiento mientras controla la disipación de energía.

Rendimiento