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Dr. J.E. Rayas Sánchez1
Etapas de Salida y Amplificadores de Potencia
(3a. parte )
Algunas de las figuras de esta presentación fueron tomadas de las páginas de internet de los autores de los textos:
A.S. Sedra and K.C. Smith, Microelectronic Circuits. New York, NY: Oxford University Press, 1998.
A.R. Hambley, Electronics: A Top-Down Approach to Computer-Aided Circuit Design. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 2000.
D. Neamen, Electronic Circuit Analysis and Design with CD-ROM. New York, NY: McGraw Hill, 2000.
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Etapas de Salida Clase AB
Si vS = 0 V, vO = 0 V
Vbias = VBE1, y Vbias = VEB2
QV
V
SPN IeIii T
bias
===
Si vS > 0 V1BEbiasSO vVvv −+=
Si vS < 0 V2BEbiasSO vVvv −−=
Como vBE1 y vEB2 son aprox. constantes, vS ≈ vO
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Etapas de Salida Clase AB (cont.)
QV
V
SPN IeIii T
bias
===
2QPN Iii =
021 =+−− biasEBBEbias VvvV
biasEBBE Vvv 221 =+
=
+
S
QT
S
PT
S
NT I
IV
IiV
IiV ln2lnln
LPN iii =−
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Curva de Transferencia del Amp. Clase AB
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Desbordamiento Térmico del Clase AB
QV
V
SPN IeIii T
bias
===
Si la temperatura de los transistores (TQ) aumenta, IQ aumenta, lo que hace que TQaumente, por lo que IQaumenta aún más, ...
Q1 y Q2 pueden quemarse si se elige un Vbias demasiado alto (Vbias = VBEon)
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Clase AB Polarizado con Diodos
(la temperatura en los diodos es igual a de los transistores)
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Multiplicador de Diodos
QR1
R2
V
Ibias
11 R
VI BER =
)1()(1
221
1 RRVRR
RVV BE
BE +=+≈
=
S
CTBE I
IVV ln
1RVII BE
biasC −=
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Clase AB con Multiplicador de Diodos
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Clase AB con Resistencias de Comp. y M. de D.
RE1 y RE2 son pequeñas, y ayudan a compensar el efecto de desbordamiento térmico (y a proteger contra cortos circuitos)
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Amplificador de Potencia Clase AB
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Transistores de Potencia - Encapsulados -
TO-3
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Transistores de Potencia - Encapsulados -
TO-220
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Transistores de Potencia - Disipador -
TA
TJTC
TS
TA temperatura del medio ambiente
TS temperatura del disipador
TC temperatura del encapsulado
TJ temperatura de la unión C-B
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Circuitos Térmicos
θJA resistencia térmica de la unión al medio ambiente
θJC resistencia térmica de la unión al encapsulado
θCS resistencia térmica del encapsulado al disipador
θSA resistencia térmica del disipador al medio ambiente
SACSJC
AJ
JA
AJD
TTTTPθθθθ ++
−=−=
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Capacidad de Disipación de Potencia
JC
CJD
TTPθ−=
maxJT
C/W37.4W40
C25C200 ooo
=−=JCθ
max
max C25D
JJC P
T o−=θ
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Ejemplos
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Ejemplos (cont.)
BJT 3904
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Valores Típicos de Resistencias Térmicas
C/W)(oCSθ
1.2 – 1.70.9 – 1.21.5 – 2TO-202
0.8 – 1.10.6 – 0.81 – 1.3TO-220
0.4 – 0.60.3 – 0.50.5 – 0.7TO-3
Con DC4 y mica aislante
Con DC4Contacto directo
Encapsulado
DC4: Dow Corning 4 (grasa térmica de silicio)
disipador)(sin C/W40 o=típicaCAθ
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Calculando la Temperatura de la Unión TJ
SACSJC
AJ
JA
AJD
TTTTPθθθθ ++
−=−=
max
max C25D
JJC P
T o−=θ
θCS depende del tipo de encapsulado y condiciones mecánicas (mica, grasa térmica, tornillos, etc.)
θSA depende de las características del disipador
ADJAJ TPT +=θ
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Máxima Potencia de Disipación a 25° C
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Región de Operación Segura del Transistor
BJT de 50W, 10A, 100V
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Especificaciones en los Transistores de Potencia(2N3055)
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Op-Amps de Potencia
Por ejemplo,
LH0101 (National Semiconductors), 2A, 40W
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LH0101 - National Semiconductors (cont.)
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Amplificadores de Potencia de Audio
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LM380
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LM380 – Operación en C.D.
11
13103
3R
VVR
VVVVI EBSEBEBEBS −≈−−−≈
22
244
2R
VVR
VVVI EBOEBEBO −≈−−≈
2143 2comoy RRII ==
SEBSO VVVV 5.0)(5.0 ≈−≈
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LM380 – Operación en Señal Pequeña
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LM380 – Operación en Señal Pequeña
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LM380 – Operación en Señal Pequeña (cont.)
0323
=++Rv
Rv
Rv ioi
5023
2 −=−=RR
vv
i
o
dB34=i
o
vv
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LM380 (cont.)
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LM380 – Algunas Aplicaciones Típicas
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LM380 – Algunas Aplicaciones Típicas
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LM380 – Algunas Aplicaciones Típicas (cont.)
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LM380 – Algunas Aplicaciones Típicas (cont.)
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Ejercicios de Tarea
Resolver problemas 9.19, 9.21, 9.23, 9.25, 9.27 y 9.29 del libro de texto
