Amplificador Classe B

Para melhorar a eficiência de potência total do amplificador Classe A anterior reduzindo a potência desperdiçada na forma de calor, é possível projetar o circuito do amplificador de potência com dois transistores em seu estágio de saída, produzindo o que também é comumente denominado como um amplificador Classe B conhecido como configuração de amplificador push-pull.

Os amplificadores push-pull usam dois transistores “complementares” ou correspondentes, um sendo do tipo NPN e o outro do tipo PNP com ambos os transistores de potência recebendo o mesmo sinal de entrada juntos que é igual em magnitude, mas em fase oposta entre si . Isso resulta em um transistor amplificando apenas uma metade ou 180o do ciclo da forma de onda de entrada, enquanto o outro transistor amplifica a outra посуд для індукційної плити metade ou 180o restantes do ciclo da forma de onda de entrada com as “duas metades” resultantes sendo colocadas juntas novamente no terminal de saída.

Então, o ângulo de condução para este tipo de circuito amplificador é de apenas 180o ou 50% do sinal de entrada. Esse efeito de empurrar e puxar dos пледи покривала semiciclos alternados pelos transistores dá a esse tipo de circuito seu divertido nome de “push-pull”, mas é mais conhecido como Amplificador Classe B, conforme mostrado abaixo.

Circuito amplificador de transformador push-pull Classe B

O circuito acima mostra um circuito amplificador de Classe B padrão que usa um transformador de entrada com derivação central balanceada, que divide o sinal da forma de onda de entrada em duas metades iguais e que estão 180o defasadas uma com a outra. Outro transformador com derivação central na saída é usado para recombinar os dois sinais, fornecendo maior potência à carga. Os transistores usados ​​para este tipo de circuito набір каструль amplificador push-pull de transformador são ambos transistores NPN com seus terminais emissores conectados juntos.

Aqui, a corrente de carga é compartilhada entre os dois dispositivos de transistor de potência à medida que diminui em um dispositivo e aumenta no outro ao longo do ciclo do sinal, reduzindo a tensão de saída e a corrente a zero. O resultado é que ambas as metades da forma de onda de saída agora oscilam de zero a duas vezes a corrente кастрюля quiescente, reduzindo assim a dissipação. Isso tem o efeito de quase dobrar a eficiência do amplificador para cerca de 70%.

Assumindo que nenhum sinal de entrada está presente, então cada transistor carrega a corrente de coletor quiescente normal, o valor da qual é determinado pela polarização de base que está no ponto de corte. Se o transformador for precisamente centralizado, as duas correntes do coletor fluirão em direções opostas (condição ideal) e não haverá magnetização do núcleo do transformador, minimizando assim a possibilidade de distorção.

Quando um sinal de entrada está presente através do secundário do transformador de acionamento T1, as entradas da base do transistor estão em “anti-fase” entre si, conforme mostrado, portanto, se a base TR1 for positiva levando o transistor para жіноча форма зсу condução pesada, sua corrente de coletor aumentará mas, ao mesmo tempo, a corrente de base do TR2 ficará negativa ainda mais no corte e a corrente do coletor deste transistor diminuirá na mesma proporção e vice-versa. Portanto, as metades negativas são amplificadas por um transistor e as metades positivas pelo outro transistor, dando esse efeito push-pull.

Ao contrário da condição CC, essas correntes alternadas são ADITIVAS, resultando em dois semiciclos de saída sendo combinados para reformar a onda senoidal no enrolamento primário dos transformadores de saída, que então aparece na carga.

A operação do amplificador Classe B tem штаны военные polarização zero DC, pois os transistores são polarizados no corte, de modo que cada transistor conduz apenas quando o sinal de entrada é maior do que a voltagem do emissor-base. Portanto, na entrada zero, há saída zero e nenhuma energia está sendo consumida. Isso significa que o ponto Q real de um amplificador Classe B está na parte Vce da linha de carga, conforme mostrado abaixo.

Curvas de características de saída de classe B

O amplificador de classe B tem a grande vantagem sobre seus primos amplificadores de classe A em que nenhuma corrente flui através dos transistores quando eles estão em seu estado quiescente (ou seja, sem sinal de entrada), portanto, nenhuma energia é dissipada nos transistores de saída ou transformador quando não há sinal presente, ao contrário dos estágios do amplificador Classe A, que exigem polarização de base significativa, dissipando assim muito calor – mesmo sem sinal de entrada presente.

Portanto, a eficiência geral de conversão (η) do amplificador é maior do que a do equivalente Classe A, com eficiências atingindo o máximo de 70% possível, resultando em quase todos os tipos modernos de amplificadores push-pull operados neste modo Classe B.

Amplificador Push-Pull Classe B sem transformador

Uma das principais desvantagens do circuito купити плитоноску в україні amplificador Classe B acima é que ele usa transformadores com derivação central balanceada em seu projeto, tornando sua construção cara. No entanto, há outro tipo de amplificador Classe B, chamado Amplificador Classe B de Simetria Complementar, que não usa transformadores em seu projeto, portanto, não usa transformador, usando, em vez disso, pares complementares ou correspondentes de transistores de potência.

Como os transformadores não são necessários, isso torna o circuito do amplificador muito menor para a mesma quantidade de saída, também não há efeitos magnéticos parasitas ou distorção do transformador para afetar a qualidade do sinal de saída. Um exemplo de circuito amplificador Classe B “sem transformador” é fornecido abaixo.

Estágio de saída sem transformador de classe B

O circuito amplificador de Classe B acima usa transistores complementares para cada metade da forma de onda e, embora os amplificadores de Classe B tenham um ganho muito alto do que os tipos de Classe A, uma das principais desvantagens dos amplificadores push-pull de classe B é que eles sofrem de um efeito conhecido comumente como distorção cruzada.

Esperamos que nos lembremos de nossos tutoriais sobre transistores que leva aproximadamente 0,7 volts (medido da base ao emissor) para fazer um transistor bipolar começar a conduzir. Em um amplificador puro de classe B, os transistores de saída não são “pré-polarizados” para um estado de operação “LIGADO”.

Isso significa que a parte da forma de onda de saída que cai abaixo desta janela de 0,7 volts não será reproduzida com precisão como a transição entre os dois transistores (quando eles estão trocando de um transistor para o outro), os transistores não param ou começam a conduzir exatamente no ponto de cruzamento zero, mesmo que sejam pares especialmente combinados.

Os transistores de saída para cada metade da forma de onda (positiva e negativa) terão, cada um, uma área de 0,7 volt na qual não estão conduzindo. O resultado é que ambos os transistores são desligados “OFF” exatamente ao mesmo tempo.

Uma maneira simples de eliminar a distorção cruzada em um amplificador Classe B é adicionar duas pequenas fontes de tensão ao circuito para polarizar ambos os transistores em um ponto ligeiramente acima de seu ponto de corte. Isso nos daria o que é comumente chamado de circuito amplificador Classe AB. No entanto, é impraticável adicionar fontes de tensão adicionais ao circuito do amplificador, de modo que as junções PN são usadas para fornecer a polarização adicional na forma de diodos de silício.

O amplificador de classe AB
Sabemos que precisamos que a voltagem do emissor da base seja maior do que 0,7v para um transistor bipolar de silício começar a conduzir, então se fossemos substituir os dois resistores de polarização do divisor de voltagem conectados aos terminais da base dos transistores por dois diodos de silício. A tensão de polarização aplicada aos transistores seria agora igual à queda de tensão direta desses diodos. Esses dois diodos são geralmente chamados de diodos de polarização ou diodos de compensação e são escolhidos para corresponder às características dos transistores correspondentes. O circuito abaixo mostra a polarização do diodo.

Amplificador Classe AB

O circuito do amplificador da Classe AB é um meio-termo entre as configurações da Classe A e da Classe B. Essa tensão de polarização de diodo muito pequena faz com que ambos os transistores conduzam levemente, mesmo quando nenhum sinal de entrada está presente. Uma forma de onda de sinal de entrada fará com que os transistores operem normalmente em sua região ativa, eliminando assim qualquer distorção cruzada presente em designs de amplificador Classe B puros.

Uma pequena corrente de coletor fluirá quando não houver sinal de entrada, mas é muito menor do que para a configuração de amplificador Classe A. Isso significa que o transistor estará “LIGADO” por mais de meio ciclo da forma de onda, mas muito menos do que um ciclo completo, dando um ângulo de condução entre 180o a 360o ou 50% a 100% do sinal de entrada, dependendo da quantidade de polarização adicional usada. A quantidade de tensão de polarização do diodo presente no terminal base do transistor pode ser aumentada em múltiplos adicionando diodos adicionais em série.

Os amplificadores de classe B são muito preferidos em relação aos designs de classe A para aplicações de alta potência, como amplificadores de potência de áudio e sistemas de PA. Como o circuito amplificador classe A, uma maneira de aumentar bastante o ganho de corrente (Ai) de um amplificador push-pull Classe B é usar pares de transistores Darlington em vez de transistores únicos em seu circuito de saída.

No próximo tutorial sobre amplificadores, examinaremos mais de perto os efeitos da distorção cruzada em circuitos de amplificadores Classe B e as maneiras de reduzir seu efeito.