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14/05/2013 #1


Potencia en etapas con transistores.
¿Cuál es la mayor potencia de señal en la salida de un amplificador formado por etapas con transistores bjt comerciales?, donde la entrada de una etapa es la salida de la etapa anterior. Porque tengo el conocimiento que hay una limitación en cuanto a la cantidad de etapas dada por la características de los transistores.

saludos.
14/05/2013 #2

Avatar de SKYFALL

Estas hablando de amplificadores cascodes no?
14/05/2013 #3


De amplificador con estapas en cascada. En donde la entrada de una etapa es la salida de la etapa anterior. Cada etapa está formada por un transistor con su correspondiente polarización en dc (para que trabaje linealmente) y capacitores de desacoplo y filtros. Se le aplica una señal a la primer etapa y esta la amplifica, como la salida de esta primera etapa es la entrada de la siguiente, la etapa siguiente amplifica la señal que tomó de la primer etapa y así de etapa en etapa hasta llegar a la última en donde en la salida tenemos la carga (un parlante por ejemplo).
Mi pregunta es ¿cuál es la potencia máxima que se puede obtener con esta configuración de etapas en cascada con transistores comerciales? Porque mi proyecto es hacer un amplificador de audio, pero tengoe entendido que hay limitaciones en la potencia de salida que puedo obtener de esa forma. Me han dicho que para potencias elevadas de salidas es mejor utilizar operacionales.

Saludos.
14/05/2013 #4

Avatar de cosmefulanito04

Las únicas limitaciones que tenés en poner etapas en cascada son:

- Excursión de la señal en función de tu fuente de alimentación, es decir evitar saturar la señal.
- Más etapas, más bajo será tu ancho de banda.

Normalmente un amplificador discreto consta de:

- Pre-amplifcador para levantar la ganancia de tensión, esto lo podés hacer con una config. emisor común, pero lo mejor es una etapa diferencial.

- Amplificador de corriente, etapa de potencia (ganancia de tensión unitaria o con un poco de pérdida), puede ser clase A, AB, etc.

Y para el control de ganancia, lo ideal es que haya realimentación por todos los beneficios que trae.
14/05/2013 #5


¿pero la configuración emisor común no es a la vez amplificadora de corriente y de tensión? ¿entonces para que tener un amplificador de corriente y otro de tensión si con uno podemos hacer los dos? a diferencia de por ejemplo base común que solamente amplifica tensión.

Saludos.
14/05/2013 #6

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
¿pero la configuración emisor común no es a la vez amplificadora de corriente y de tensión? ¿entonces para que tener un amplificador de corriente y otro de tensión si con uno podemos hacer los dos? a diferencia de por ejemplo base común que solamente amplifica tensión.

Saludos.
Pero el emisor común por si solo, ¿puede manejar una carga importante a la salida?

No sé hasta donde llegaste a ver, pero si tenés un simulador, probá a ver que pasa cuando cargás demasiado (ponele 8ohms) una etapa emisor común que maneja poca corriente de colector (1 a 10mA como mucho).
14/05/2013 #7


Las preguntas " teóricas " , " no aterrizadas " tienen por correlato una respuesta etérea, gaseosa y no aporta mucho al conocimiento de los compañeros Foristas que estan acostumbrados a los números , normalmente prefiero no contestaslas.

Te comento, son comunes y comerciales los transistores BJT de potencia de 50A/300W(TO-3) y siempre se les puede poner en paralelo y en Darlington como hace varias décadas , he visto configuraciones clase B (push pull) con 20 transistores en paralelo, eso suma como 50A X 20 = 1000A , supongo que se pueden poner más.
14/05/2013 #8


¿Y si a la salida de esas series de etapas en configuración emisor común se le anexa una serie de etapas en configuración colector común?
14/05/2013 #9

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
¿Y si a la salida de esas series de etapas en configuración emisor común se le anexa una serie de etapas en configuración colector común?
Ahí si, el colector común es el que hace de etapa de potencia (clase A), ganancia de tensión unitaria (de hecho menor a 1) y con gran ganancia de corriente.
14/05/2013 #10


Pero con esa configuración de etapas de potencia emisor colector común en cascada ¿se puede llegar a amplificar en la salida una potencia de 400W?

saludos.
14/05/2013 #11

Avatar de blasroldan

Hola les hago una pregunta pparecidaa a la que Julian403 hiso.... Puedo poner un amplificador de 8 x 8 watts estereo en la entrada de una etapa amplificadora que amplifica 15 x 15 watts por salida estereo????
15/05/2013 #12

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
Pero con esa configuración de etapas de potencia emisor colector común en cascada ¿se puede llegar a amplificar en la salida una potencia de 400W?

saludos.
Para semejantes potencias un clase A sería un derroche de potencia descomunal, por eso se utiliza clase AB (esquema bien simple, pero le falta las resistencias de bajo valor en los emisores de c/transistor para ser AB, asi como está es un clase B):



O incluso D (que poco conozco).
15/05/2013 #13

Avatar de morta

no quiero desvirtuar del tema, pero cuando se habla de amplificadores, se habla de amplificador diferencial, espejo de corriente, etapa vas etc, que bibliografia se puede consultar para profundizar del tema como para ir entendiendo la anatomía de un amplificador??
15/05/2013 #14

Avatar de cosmefulanito04

morta dijo: Ver Mensaje
no quiero desvirtuar del tema, pero cuando se habla de amplificadores, se habla de amplificador diferencial, espejo de corriente, etapa vas etc, que bibliografia se puede consultar para profundizar del tema como para ir entendiendo la anatomía de un amplificador??
Creo que este lo había recomendado Ezavalla:

Small Signal Audio Design Small Signal Audio Design

No sé mete muy a fondo con modelos equivalentes (poca matemática), pero te tira los conceptos más destacados.

Empieza con un colector común, luego le va agregando etapas (fuente de corriente, diferenciales, etc), hasta realizar un operacional discreto.

El libro lo podés encontrar en tu tienda electrónica favorita .
15/05/2013 #15

Avatar de morta

muchas gracias don cosmefulanito!!, ya "compré' la versión ebook y la estoy leyendo..
15/05/2013 #16


Muchas gracias cosmefulanito. En la etapa que adjuntaste tanto Q1 como Q2 están en configuración emisor común ¿no? Si hago una serie de etapas como la que adjuntaste en donde la RL de la primer etapa es la entrada de la etapa siguiente ¿podre obtener con una suma de x etapas una potencia aproximada de 400w? Pero siempre tendré la limitación de los transistores. Así por ejemplo los transistores de las primeras etapas son de baja potencia y los transistores de las últimas etapas tienen que ser de alta potencia. ¿estoy en lo correcto?

Saludos.
15/05/2013 #17


Correcto!!!,...a eso se le llama Amplificador de potencia !!!
15/05/2013 #18

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
Muchas gracias cosmefulanito. En la etapa que adjuntaste tanto Q1 como Q2 están en configuración emisor común ¿no?
Saludos.
Yo diría que funcionan como un colector común raro, ya que solo conducen en un semiciclo, Q1 lo hará en el positivo y Q2 en el negativo, como si fueran un colector común y la carga (parlante) será RL. El nombre que lleva es el de salida push-pull.

julian403 dijo: Ver Mensaje
Si hago una serie de etapas como la que adjuntaste en donde la RL de la primer etapa es la entrada de la etapa siguiente ¿podre obtener con una suma de x etapas una potencia aproximada de 400w?
Esto no lo entendí bien, pero poner una etapa siguiente a la de potencia no tiene mucho sentido.

julian403 dijo: Ver Mensaje
Pero siempre tendré la limitación de los transistores. Así por ejemplo los transistores de las primeras etapas son de baja potencia y los transistores de las últimas etapas tienen que ser de alta potencia. ¿estoy en lo correcto?
Exacto, transistores de baja señal (tantas etapas como necesites para alcanzar un nivel de tensión adecuado), para luego rematar con la etapa de potencia que será la encargada de manejar gran corriente.
15/05/2013 #19


Esto no lo entendí bien, pero poner una etapa siguiente a la de potencia no tiene mucho sentido.
Entonces ¿amplificar tensión no es amplificar potencia?

Exacto, transistores de baja señal (tantas etapas como necesites para alcanzar un nivel de tensión adecuado), para luego rematar con la etapa de potencia que será la encargada de manejar gran corriente
¿Por lo que la etapa de potencia amplificaría corriente?

Por ejemplo los amplificadores de audio comerciales de 400 W rms. ¿amplifican tensión y corriente a la vez me imagino? Porque hay que aumentar la tensión y a su vez la corriente para poder alimentar una carga como un parlante que tiene 8 ohms
15/05/2013 #20

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
Entonces ¿amplificar tensión no es amplificar potencia?
Si amplificas solo tensión, seguís teniendo baja corriente, entonces la potencia seguirá siendo baja.

Una etapa pre-amplificadora, por ej. emisor común donde la corriente de polarización es baja, si bien amplifica corriente de pocos uA a mA, no alcanza para manejar cargas altas como por ej. de 8 ohms.

Entonces, en esa etapa se suele evitar cargar su salida, mediante el uso de otra etapa, que presentará una impedancia de entrada muuuuy alta y una impedancia de salida muuuy baja, esa 2da etapa suele ser el colector común, push-pull, etc.

julian403 dijo: Ver Mensaje
¿Por lo que la etapa de potencia amplificaría corriente?
Porque ya viene con tensión amplificada y por lo tanto para que la señal adquiera potencia, requerirá de que su corriente sea amplificada también. Si fuera clase "A", la corriente de polarización deberá ser alta, si es un clase AB, no porque usa la propia señal como polarización.

julian403 dijo: Ver Mensaje
Por ejemplo los amplificadores de audio comerciales de 400 W rms. ¿amplifican tensión y corriente a la vez me imagino? Porque hay que aumentar la tensión y a su vez la corriente para poder alimentar una carga como un parlante que tiene 8 ohms
Si.

Para que te quede más claro el tema, un amplificador sencillo de realizar consta de 2 etapas:



Si separamos las etapas, vemos que:



- Rojo: pre-amplificador => emisor común, amplifica tensión.
- Verde: potencia => colector común, etapa que puede manejar a su salida una carga importante. Tiene la ventaja de adaptar dicha carga a la etapa anterior, es decir para el emisor común esa carga es muy baja (alta impedancia). Sin embargo en el circuito, la corriente de polarización no es alta, por lo tanto la carga que podrá manejar no será importante.
- Azul: la carga, es decir el parlante.

Este circuito tiene la característica de tener una realimentación que muestrea tensión a la salida y re-inyecta corriente a la entrada.
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