Aquí me refiero al amplificador de potencia de salida de clase B.
Este circuito debería ser fácil de construir y comprender, pero estoy teniendo problemas con la polarización ya que realmente no sé cómo sesgar las bases de Q1 y Q2, de modo que Q1 solo conduciría señales de polaridad positiva y Q2 solo polaridad negativa señales .
Parece que solo logré sesgar adecuadamente el amplificador de clase A, pero no la clase B.
- ¿Cómo tendría que sesgar el circuito superior para lograr la operación de clase B de un amplificador?
Respuestas:
Existe un circuito simple conocido que funciona como un 'zener programable'. A continuación se muestra el diagrama principal:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Para una aplicación real, la resistencia variable puede dividirse en tres partes para obtener un control más preciso. Al variar la resistencia, puede establecer el voltaje 'zener' entre las bases de los dos transistores Q1 y Q2 y, como tal, controlar la corriente de reposo.
Olvidado: al igual que un verdadero zener, necesita una resistencia en la parte superior.
En los viejos tiempos, ese transistor estaba montado físicamente en el disipador térmico, por lo que también tenía una compensación térmica. Me tomó un tiempo encontrar una imagen en www, pero aquí hay una:
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Como se menciona en el comentario a continuación, debe tener cuidado con este circuito. Antes de usarlo por primera vez, debe asegurarse de que la resistencia variable esté configurada de manera que la base esté en el voltaje del colector. Por lo tanto, hay una caída de voltaje mínima. Luego gira la resistencia hasta que la polarización sea 'correcta', lo que normalmente significa que ya no verá (alcance) oirá (oirá) la distorsión en la señal de salida. Puede girarlo un poco más, lo que aumentará la corriente de reposo en la etapa de salida. (Obtendrá más la característica de un amplificador de clase A).
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Primero, comprenda que esto es solo un seguidor de doble emisor que usa un darlington en cada lado. El voltaje en la salida será más o menos el voltaje en la salida opamp. El propósito de los seguidores del emisor es proporcionar ganancia actual.
Si cada transistor tiene una ganancia de 50, por ejemplo, la corriente que el opamp tiene que originar y hundir es aproximadamente 50 * 50 = 2.500 veces menos de lo que consume la carga. Por ejemplo, si la carga está dibujando 1 A, entonces el opamp solo necesita generar 400 µA.
Un problema con un seguidor de emisor es que el voltaje de salida difiere del voltaje de entrada por la caída BE del transistor. Digamos, por ejemplo, que son unos 700 mV cuando los transistores funcionan normalmente. Para un seguidor de emisor NPN, debe comenzar con 1.7 V de entrada si desea 1 V de salida. Del mismo modo, para un seguidor de emisor PNP, debe poner -1.7 V si desea -1 V de salida.
Debido a la conexión en cascada de dos transistores, este circuito tiene dos caídas de 700 mV desde el amplificador operacional hasta la salida. Eso significa que la salida es alta, el opamp tiene que ser 1.4 V más alto. Para que la salida sea baja, el opamp debe ser 1.4 V más bajo.
No querrá que el opamp tenga que saltar repentinamente 2.8 V cuando la forma de onda cambia entre positivo y negativo. El opamp no puede hacer eso repentinamente, por lo que habría un pequeño tiempo muerto en el cruce por cero, lo que agregaría distorsión a la señal de salida.
La solución utilizada por este circuito es poner una fuente de 2.8 V entre las entradas a los controladores de lado alto y bajo. Con una diferencia de 2.8 V en el nivel de la unidad, los dos controladores de salida estarán al borde de estar en la salida 0. Un poco más de entrada y el controlador superior comenzará a obtener una corriente significativa. Un poco más bajo, y el controlador inferior comenzará a hundir una corriente significativa.
Un problema es obtener este desplazamiento justo para eliminar el salto de entrada requerido en los cruces por cero, pero no encender tanto a ambos conductores que terminen conduciéndose entre sí. Eso haría que fluyera una corriente inútil y disipara la energía que no va a la carga. Tenga en cuenta que 700 mV es solo un valor aproximado para la caída BE. Es razonablemente constante, pero cambia con la corriente y también con la temperatura. Incluso si pudiera ajustar la fuente de 2.8 V exactamente, no hay un solo valor exacto para ajustarlo.
Para eso están RE1 y RE2. Si el desplazamiento de 2.8 V es un poco demasiado alto y una corriente de reposo significativa comienza a fluir a través de los controladores superior e inferior, entonces estas resistencias tendrán una caída de voltaje a través de ellos. Cualquier voltaje que aparezca en RE1 + RE2 resta directamente del desplazamiento de 2.8 V desde el punto de vista de los dos controladores.
Incluso 100 mV pueden marcar una diferencia significativa. Eso será causado por 230 mA de corriente de reposo. Tenga en cuenta también que 700 mV probablemente esté en el lado bajo, especialmente para los transistores de potencia cuando transportan una corriente significativa.
En general, la fuente de 2.8 V está destinada a mantener a cada uno de los controladores superiores e inferiores "listos", sin encenderlos lo suficiente como para que comiencen a pelear entre sí y a disipar mucha potencia.
Por supuesto, todo es una compensación. En este caso, puede intercambiar más corriente de reposo por un poco menos de distorsión.
Idealmente, en la clase B, un lado se apaga completamente cuando el otro comienza a tomar el control. Eso casi nunca sucede en la práctica, pero este esquema está razonablemente cerca de él.
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La diferencia entre la clase A y la clase B es la corriente de reposo hasta la última etapa.
Si hace que la corriente de reposo sea cero , solo Q3 o Q4 suministran corriente cuando hay una señal presente. Esta es la clase B.
Si hace que la corriente de reposo sea tan grande que para señales muy grandes (incluso las más grandes), Q3 y Q4 nunca tienen un Ic = 0 (nunca están apagadas), tenemos la clase A.
También hay una clase AB que puede estar en cualquier lugar entre la clase A y la clase B.
¿Cómo configurar esta corriente de reposo?
Eso lo hace Vbias.
Algunos ejemplos de cómo se puede implementar Vbias:
el "Zener" de la respuesta de oldfart
un verdadero diodo Zener
o esto:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
La fuente de corriente se puede hacer fácilmente con un espejo de corriente PNP y una resistencia de polarización.
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Debe comprender bien la topología de salida para saber cómo crear el sesgo para ella.
Aunque alguien mencionó que su ejemplo esquemático tiene los BJT dispuestos en la forma de Darlington (con resistencias de aceleración de apagado adicionales ), no le dijeron que tal disposición casi siempre tiene una mejor topología. Entonces, para empezar, casi nunca usaría esa topología. O, en resumen, no tiene sentido luchar por comprenderlo para sesgarlo.
Por qué usar un Darlington:
Por qué no usar un Darlington:
La última razón es la razón principal sobre por qué no usar un Darlington aquí. Si no hubiera alternativas, simplemente estaría atrapado con la idea si quisiera su única ventaja.
Si desea la alta ganancia de corriente del arreglo Darlington, entonces casi siempre es mejor usar el arreglo Sziklai. Se parece a esto:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Esto también proporciona una ganancia de corriente alta similar y tampoco puede saturarse por debajo de aproximadamente una caída de diodo, sino que también incluye lo siguiente:
Ya tienes algunos comentarios sobre cómo sesgar tu circuito. También se pueden usar ideas similares con el circuito del controlador Sziklai que se muestra arriba, pero no necesitará tanta diferencia de voltaje de polarización.
Al igual que un modelo aproximado, el esquema ahora podría verse así:
simular este circuito
Lo anterior supone que realmente tiene rieles de suministro bipolares y una carga acoplada a CC conectada a tierra. Tampoco he mostrado los comentarios negativos que probablemente se requerirán, eventualmente. Las cosas serían algo diferentes si la carga está acoplada a CA y solo tiene un solo riel de suministro para trabajar.
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En realidad, el amplificador de clase B no tiene un sesgo base. El sesgo ocurre en la clase AB. Pero puede sesgar la base de muchas maneras.
Si está utilizando un amplificador operacional al igual que en la imagen, podría usar la retroalimentación. Hace que la salida sea igual a la entrada, como un búfer pero con una etapa de potencia.
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
También podría usar dos fuentes de voltaje.
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Podrías usar diodos y una fuente de corriente constante.
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NOTA: La resistencia R2 es para un ajuste fino.
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la clase B se define como un ángulo de conducción de 180 grados, por lo que la clase B está sesgada hacia el punto de conducción; de lo contrario, es realmente clase C (especialmente para señales pequeñas). Las resistencias de emisor son clave tanto para la estabilidad de polarización como para permitir que cada dispositivo se apague durante el medio ciclo opuesto.
clase AB es cuando el ángulo de conducción está entre 180 y 360
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