AMPLIFICADORES

LUANA RIBEIRO DE CARVALHO

AMPLIFICADORES DE POTÊNCIA

SÃO LUIS-MA

2013

SUMÁRIO

1. Introdução__________________________________________________________________ 3

2. Amplificadores Classe A_______________________________________________________ 4

2.1. Características e operação____________________________________________________ 4

2.1.1 Eficiência do Amplificador em Classe A________________________________________5

3. Amplificadores Classe B_______________________________________________________ 8

3.1. Características e operação____________________________________________________ 8

3.1.1 Eficiência do Amplificador em Classe B________________________________________9

4. Amplificadores Classe AB_____________________________________________________10

4.1. Características e operação___________________________________________________ 11

5-Conclusão__________________________________________________________________ 13

Referências bibliográficas

1. Introdução

Os amplificadores são geralmente divididos em classe que leva em consideração as características de operação do estágio de saída de amplificadores, que inclui a eficiência tanto em potência quanto em qualidade.

Neste trabalho serão abordadas as seguintes classes de amplificadores de áudio: Classe A, Classe B e Classe AB.

2. Amplificadores Classe A

No amplificador Classe A, o sinal de saída varia por um ciclo completo de 360º. A Figura 01 mostra que para isso é necessário que o ponto Q seja polarizado em um nível que permita que o sinal varie para cima e para baixo sem atingir uma tensão suficiente para ser restringida pelo valor da fonte de tensão ou desça a um ponto suficientemente baixo para atingir o valor inferior da fonte, ou 0 V.

Figura 01 – Amplificador Classe A

2.1. Características e operação

Tomando como exemplo o circuito da Figura 03, onde Vin(t) é uma fonte senoidal. A classe de operação depende da região de trabalho do transistor.

Figura 03 – Amplificador de Tensão

Quando o transistor está sempre na região ativa, o amplificador opera em Classe A e a corrente de coletor comporta-se como na Figura 04.

Figura 04 – Operação em Classe A

2.1.1 Eficiência do Amplificador em Classe A

Sabemos que:

(Eq.01)

e podendo considerar que a tensão de saída é, de forma geral, dada por:

(Eq. 02)

A corrente que circula pela fonte de tensão é a mesma do coletor, e pode ser calculada por:

(Eq. 03)

e a potência instantânea entregue pela fonte é:

(Eq. 04)

Podemos calcular a potência média pelo valor médio da Equação 04, ou seja:

(Eq. 05)

A potência instantânea entregue à carga RL é dada por:

(Eq. 06)

e cujo valor médio é

(Eq. 07)

Da Equação 07, nota-se que a parcela de potência relacionada ao sinal de entrada (por exemplo, o som) é e, portanto, podemos considerar que efetivamente a potência média útil na carga é:

(Eq. 08)

Considerando também que o circuito opera com excursão de saída simétrica e máxima amplitude de sinal. Desta forma, temos que a tensão máxima de saída é e a mínima é , ou seja:

(Eq. 09)

Pela solução do sistema de Equações 09, obtêm-se

(Eq. 10)

Substituindo a Equação 10 nas Equações 05 e 08, obtêm-se:

(Eq. 11)

Finalmente, temos para a eficiência máxima teórica do amplificador Classe A a expressão:

(Eq. 12)

Quando é suficientemente pequeno para ser desprezado, a Equação 12 reduz-se a . Isto significa que somente 25% da potência entregue pela fonte é considerada útil. Se fossemos projetar um amplificador de áudio para 100 W de saída, desperdiçaríamos 300 W sob forma de calor no transistor. Uma forma alternativa de implementação de um amplificador Classe A com eficiência superior pode ser vista na Figura 05. O indutor L1 e o capacitor C1 são suficientemente elevados para que nas frequências de trabalho L1 seja um circuito aberto e C1 um curto-circuito. A tensão DC armazenada