Amplificadores de potencia con BJT: la clase AB

El problema de "distorsión de cruzamiento" (Crossover Distortion) característico de los amplificadores de clase B se puede reducir considerablemente aplicando un ligero voltaje de polarización hacia adelante a las bases de los dos transistores, de modo que tengan -incluso sin aplicarles señal de entrada- una pequeña polarización en zona activa. Como cada transistor amplica sólo media onda de la señal de entrada, y como a la salida se obtiene la "suma" de la señal de uno y del otro, ese nivel de polarización continua e igual para cada uno la final en la carga va a dar cero, es decir, señal de salida nula mientras no apliquemos señal de entrada a las bases de los transistores.

Este pequeño nivel de polarización se puede construir de varias formas:

• a través de un pequeño transformador con toma intermedia, cuyo primario es excitado por la señal proveniente de la etapa previa, y cuyo secundario -dividido en dos semi-mitades que generan dos señales iguales pero desfasadas 180º- se conecta a las bases de ambos transistores; entonces cada unión Emisor-Base de cada transistor recibe la misma cantidad de señal pero cada uno recibe el inverso de la señal que le llega al otro. De esta manera, sólo uno va a amplificar cada semi-ciclo de la señal que llega al transformador.
  Y luego, a la salida de los colectores, se ha de montar otro transformador -también con toma intermedia ahora en el primario- que reciba las dos señales invertidas de los colectores de los transistores, y cuyo secundario acabe atacando la resistencia de carga.

polarización de las uniones B-E de los transistores clase B 
mediante transformador con toma intermedia

• a través de una red de resistencias y diodos de polarización en Emisor-Base de los dos transistores, que en este caso han de ser complementarios (uno NPN y otro PNP). Ambas uniones de ambos transistores han de recibir la misma tensión para polarizarlos escasamente en el comienzo de la zona activa de cada uno, lo que, como ya hemos dicho, darán lugar en la carga a la suma de la amplificación de cada uno de ellos. Este método evita la engorrosa necesidad de transformador excitador en las uniones Base-Emisor y también el otro transformador de salida, que recoja las dos intensidades de los dos colectores.  Por esta razón, esta última solución de polarización de clase B es la más utilizada.
  El nivel de polarización adecuado se ajusta con un par de diodos, cuya unión P-N es similar a la unión B-E de los transistores. Los condensadores separan la componente de c.c. de polarización para que no afecte a la etapa amplificadora previa.

polarización de las uniones B-E de los transistores clase B 
mediante red de polarización con resistencias-diodos

En ambos casos, se trata de que ambos transistores en clase B se encuentren ligeramente polarizados incluso sin señal de excitación, de modo que cuando les llegue la más mínima señal, sean capaces enseguida de amplificarla sin demora, consiguiendo de este modo que la suma de ambos semiciclos -que amplifica cada uno de los transistores-, sea una señal limpia fiel reflejo de la entrada. Eliminamos así la "distorsión de cruzamiento" o de "paso por cero" típica de los amplificadores clase B,

Dada la necesidad de polarización de los transistores, la clase AB tiene algo menos de rendimiento que la clase B, pero compensa sobremanera con la mejora evidente de calidad en la amplificación. Es por ello que la mayoría de los amplificadores de baja y media potencia de audio, incluso HiFi, utilicen esta tecnología para implementar la etapa de potencia de salida.

Amplificadores de potencia con BJT: la clase AB

+INFO:

• Clases de amplificador y la clasificación de amplificadores ~ Tutoriales de electrónica básica
   
• Diseño de amplificador de Clase AB y Polarización de Clase AB ~ Tutoriales de electrónica básica
   
• Distorsión de cruce en amplificadores de potencia de clase B ~ Tutoriales de electrónica básica
   
• ¿Ganancia adimensional o en deciBelios? – Electrónica FP