Amplificadores de clase C:¡una guía completa y más!

Los amplificadores son componentes esenciales al construir sus circuitos. Clasificamos los amplificadores en dos categorías, es decir, modo de operación y métodos de construcción. Linealidad, potencia de salida, ganancia de señal y eficiencia son las principales características de funcionamiento que debemos buscar en un amplificador de sonido.

Tenemos cuatro tipos de amplificadores, amplificador de clase A, amplificador de clase B, amplificador de clase C y amplificador de clase AB. Este artículo se centra en los amplificadores de clase C y te dice todo lo que necesitas saber al respecto.

¡Hagámoslo!

1. Introducción al amplificador de clase C

Es una categoría de amplificadores que opera utilizando un transistor para la conducción de corriente. El elemento activo (transistor) conduce una corriente de menos de la mitad del ciclo de la señal de entrada. Es importante destacar que este ciclo significa que el ángulo de conducción es inferior a 180°, y los valores siempre oscilan entre 80° y 120°. Este ángulo de conducción provoca tantas distorsiones. Sin embargo, también aumenta la eficiencia ya que la eficiencia máxima del amplificador de clase C es del 80 %.

(Símbolo de amplificador básico de clase c).

FUENTE:Wikimedia commons

2. Principio de funcionamiento del amplificador de clase C

El diagrama del circuito.

FUENTE:Wikimedia commons

Una carga sintonizada controla la distorsión ya que el ángulo de conducción es inferior a 180° y produce distorsión. Además, este control se realiza dirigiendo una corriente y aplicando una señal de entrada para cambiar el transistor. Ejemplo de uso en un amplificador de RF.

(un amplificador de RF)

El siguiente diagrama muestra la forma de onda de entrada y la forma de onda de salida.

(Forma de onda actual.)

Introducción al principio.

Una carga de circuito resonante impulsa principalmente este amplificador. Usamos una fuente de energía negativa para sesgar el circuito. Dado que el valor máximo de la fuente de voltaje de CA es más significativo, el voltaje base cruza el valor del emisor potencial de la unión base-emisor. Además, esto ocurre durante un intervalo de tiempo más corto en el pico positivo de cada ciclo. Durante este tiempo, el transistor está apagado. Pero si usa una línea de carga de CA completa, la corriente de colector máxima ideal será Ic (sat). Además, el voltaje de colector más bajo será Vce(sat).

El transistor, que es el elemento activo, produce un montón de pulsos de corriente. Luego, las vibraciones se ajustan a la corriente de entrada, que fluye a través del circuito resonante. En consecuencia, la frecuencia resonante hace que los circuitos del tanque oscilen, y esto se hace cuando seleccionamos el valor adecuado. Finalmente, el circuito del tanque atenúa todas las demás frecuencias, haciéndolo oscilar en una frecuencia.

Utilizamos una carga adecuadamente sintonizada para obtener la frecuencia requerida y filtros adicionales para eliminar el ruido de la señal de salida. Además, usamos un transformador de acoplamiento para transferir energía desde la bolsa al circuito del tanque.

(cargadores de baterías con transformadores de acoplamiento.)

3. Ventajas y desventajas del amplificador de clase c

Ventajas de los amplificadores de clase C.

1. Los amplificadores son excelentes en aplicaciones de radiofrecuencia.
2. Los amplificadores de clase C tienen el tamaño físico más pequeño para una potencia de salida dada.
3. Además, tienen una alta frecuencia.

Desventajas de los amplificadores Clase C.

1. Es bastante complicado obtener inductores perfectos y transformadores de acoplamiento del amplificador de clase c.
2. El rango dinámico es pequeño.
3. Además, tiene la linealidad más baja (no apto para usar como amplificador lineal)
4. Además, crea muchas inferencias de RF.
5. No apto para aplicaciones de audio debido a los altos niveles de distorsión que produce.

4. Características de salida del amplificador de clase c

La corriente de salida.

La corriente de salida del amplificador de clase C es igual a 0 durante más de la mitad del ciclo sinusoidal de la señal de entrada. Además, es donde el transistor permanece inactivo en su punto de corte.

El valor máximo de corriente de salida.

La eficiencia teórica establecida de un amplificador de clase C es del 80%. Es debido a un ángulo de conducción reducido que aumenta la eficiencia y causa cantidades significativas de distorsión. Además, el ángulo de conducción es <180°, que oscila entre 80° y 120°.

El cálculo de la eficiencia de salida

La fórmula para calcular la eficiencia (η) es;

Eficiencia (%) =potencia de salida x 100 %

entrada de energía

5. Operación de trabajo del amplificador de clase c

Disipación de potencia del amplificador de clase c.

(Las formas de onda de Clase C)

Fuente: Wikimedia commons

La disipación de potencia de este amplificador es menor porque solo opera en una parte de la forma de onda de entrada. Hay un intervalo de tiempo entre los pulsos de señal de entrada de CA (T). Su amplitud es Ic(sat). Además, la amplitud de voltaje mínima es Vce(sat).

PD(on) =Ic (sat)Vce (sat) es la disipación de potencia de los transistores.

En particular, el transistor sigue funcionando durante el intervalo de tiempo restante.

(ejemplo de transistores)

Funcionamiento sintonizado del amplificador de clase c.

(Acción amplificadora en un amplificador de clase c).

El colector fluye durante menos de la mitad del ciclo de la señal de CA durante una operación de amplificador Clase C. Un amplificador de clase C tiene una polarización de 80° a 120°.

Esto explica por qué utiliza solo menos del 50 % con un circuito resonante que opera durante el ciclo completo de la frecuencia resonante.

Debido a que la eficiencia aumenta ampliamente cuando bajamos el ángulo de conducción, se produce una situación de toma y daca entre la eficiencia y la distorsión. Sin embargo, provoca una distorsión considerable.

Una carga sintonizada en el amplificador realiza la regulación de distorsión requerida. Además, el dispositivo activo (transistor) cambia por la señal de entrada y la corriente fluye a través de una carga sintonizada.

(transmisor de radiofrecuencia)

Sesgo de abrazadera para un amplificador de clase c

(Tuned_Class_C_Amplifier_with_clamper_bias_circuit)

El diseño del circuito anterior muestra un amplificador de clase C de emisor común con una resistencia de carga. Para aclarar, usamos la carga resistiva para demostrar el concepto porque una carga de circuito resonante opera el amplificador. Entonces, con el suministro de fuente negativo, el sesgo ocurre por debajo del punto de corte. Los picos de voltaje de la fuente de CA son ligeramente más altos que el voltaje base. Y permite que el voltaje base exceda brevemente el potencial de barrera de la unión base-emisor cerca del vértice positivo de cada ciclo. En particular, el transistor se enciende durante este breve período.

6. Aplicación de amplificador Clase C.

• En primer lugar, se utiliza en un oscilador de RF.
• En segundo lugar, utilizado por los operadores de FM.
• En tercer lugar, se utilizan como amplificadores de refuerzo.
• Además, funciona como un repetidor de alta frecuencia.
• Por último, se utilizan como repetidores sintonizados.

7. Diferencias entre los amplificadores de clase A, B, AB y C

Diferencias	Producción de señal	ciclos	Eficiencia	Aplicaciones
Clase A	proporciona reproducción de señal de sonido.	Proporciona rotaciones completas de 360 ​​grados.	El transistor siempre está a la mitad. La corriente siempre fluye, generando mucho calor, lo que lleva a una eficiencia del 25 %	Se utiliza en dispositivos de baja potencia, como radios y sistemas de sonido para exteriores
Clase B	no produce una buena reproducción de la señal	proporciona medios ciclos.	El transistor polarizado positivamente conducirá la señal positiva mientras otro transistor idéntico está apagado. Además, cuando pasa una señal negativa, sucede al revés. La conmutación alterna de los pares de transistores distorsiona la señal de salida generando menos calor, lo que aumenta la eficiencia al 78 %	Ideal para dispositivos alimentados por batería
Clase AB	tiene una reproducción de señal de sonido	más de la mitad del ciclo.	Combina las potencias de clase A y B teniendo una reproducción de señal de sonido y una eficiencia complementaria del 78%	Utilizado en un amplificador de audio de alta fidelidad.
Clase C	–	Menos de la mitad del ciclo.	Señal de salida altamente distorsionada ya que el transistor está muy polarizado y solo se enciende durante <180° del ciclo de entrada. Hace que produzca menos calor. por lo tanto, haciendo que la eficiencia de la clase c sea del 80%	No apto para aplicaciones de audio porque el pulso actual lo hace útil en osciladores de RF.

Resumen

Los amplificadores de clase c son los amplificadores más eficientes para usar en electrodomésticos ya que producen menos calor.

Esperamos que este artículo le sea útil. Si tiene alguna pregunta sobre el amplificador de clase C, póngase en contacto con nosotros.