PROBLEMAS RESUELTOS DE CIENCIAS FISICAS
cuestiones resueltas de electrónica aplicada

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Ejercicios resueltos de física electrónica

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Cuestiones de electrónica aplicada

Desarrollo del ejemplo 25

El valor del rendimiento de un amplificador de clase A obtenido en la cuestión anterior, es un valor es un límite ideal al que no se puede llegar en la práctica, toda vez que en su cálculo se han omitido las potencias disipadas en \(U_B y u_b \) (fig a de la cuestión anterior).
Este rendimiento se puede mejorar con la utilización de un transformador como elemento de acoplamiento entre \(R_L \) y el transistor, con la ventaja adicional, entre otras, de poder elegir la relación a de transformación, de forma que el valor óhmico (normalmente bajo) de \(R_L \) sea presentado ante el transistor con un valor adecuado para que se verifique la máxima transferencia de potencia.

esquema de acoplamiento por transformador

En la figura (c) representamos este acoplamiento por transformador de la carga \(R_L \) , para un amplificador clase A.

rectas de carga

En condiciones ideales y para un transformador ideal, las rectas de carga en alterna y continua serán las del esquema (d), en el cual \(R’_L \) es la resistencia reflejada por el secundario sobre el primario, es decir:

    \(\displaystyle R'_L = a^2 R_L \)
Para conseguir la máxima potencia en \(R_L \) y, por tanto, en \(R’_L \) debe irse a un funcionamiento simétrico alrededor de Q y un aprovechamiento máximo de la zona activa, de forma que los segmentos MQ y QN sean iguales. Para cualquier punto Q de funcionamiento que se elija, puede determinarse el valor de a que, para una \(R_L \) dada nos lleve a este funcionamiento simétrico.

En estas condiciones, la amplitud máxima de la tensión y corriente en \(R’_L \) serán respectivamente \(U_C e I_C \), y la potencia alterna en \(R_L \) vendrá dada por:
    \(\displaystyle P_a = \frac{1}{\sqrt{2}} U_C \frac{1}{\sqrt{2}} I_C = \frac{U_C I_C}{2} \)
En este caso, la potencia continua consumida en \(U_C \) es la misma que en el caso de acoplamiento directo de \(R_L \), es decir \(P_c = U_C I_C \), con lo que el rendimiento del amplificador en estas condiciones ideales alcanza el valor:
    \(\displaystyle \eta = \frac{P_a}{P_c} = 0,50 \Rightarrow 50 \textrm{ % } \)
Esta sensible mejora en el rendimiento del amplificador hace que el acoplamiento por transformador sea el más usado en amplificadores de este tipo.

Como puede comprenderse, estos valores de rendimiento son inalcanzables en la práctica, aparte de por las razones ya apuntadas, por la inevitable presencia de las zonas de corte y saturación del transistor, que impiden un aprovechamiento íntegro del margen de funcionamiento considerado.
CUESTIONES DE ELECTRÓNICA APLICADA, COMPONENTES Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS


tema escrito por: José Antonio Hervás