Amplificadores de potência classe AB e classe C

O amplificador de classe A e classe B discutido até agora tem poucas limitações. Vamos agora tentar combinar esses dois para obter um novo circuito que teria todas as vantagens dos amplificadores de classe A e B sem suas ineficiências. Antes disso, vamos também passar por outro problema importante, chamado deCross over distortion, a saída da classe B encontra.

Distorção cruzada

Na configuração push-pull, os dois transistores idênticos entram em condução, um após o outro, e a saída produzida será a combinação de ambos.

Quando o sinal muda ou cruza de um transistor para o outro no ponto de tensão zero, ele produz uma quantidade de distorção na forma de onda de saída. Para que um transistor conduza, a junção do emissor da base deve cruzar 0,7v, a tensão de corte. O tempo que leva para um transistor se tornar LIGADO a partir de DESLIGADO ou DESLIGADO é chamado detransition period.

No ponto de tensão zero, o período de transição de comutação dos transistores de um para o outro, tem seu efeito que leva aos casos em que ambos os transistores estão DESLIGADOS ao mesmo tempo. Essas instâncias podem ser chamadas deFlat spot ou Dead band na forma de onda de saída.

A figura acima mostra claramente a distorção cruzada que é proeminente na forma de onda de saída. Essa é a principal desvantagem. Esse efeito de distorção cruzada também reduz o valor geral de pico a pico da forma de onda de saída, o que por sua vez reduz a potência máxima de saída. Isso pode ser mais claramente entendido por meio da característica não linear da forma de onda, conforme mostrado abaixo.

Entende-se que esta distorção cruzada é menos pronunciada para grandes sinais de entrada, pois causa graves perturbações para pequenos sinais de entrada. Essa distorção cruzada pode ser eliminada se a condução do amplificador for superior a meio ciclo, de modo que os dois transistores não sejam desligados ao mesmo tempo.

Essa ideia leva à invenção do amplificador de classe AB, que é a combinação dos amplificadores de classe A e B, conforme discutido a seguir.

Amplificador de potência classe AB

Como o nome indica, a classe AB é uma combinação de amplificadores de classe A e classe B. Como a classe A tem o problema de baixa eficiência e a classe B tem problema de distorção, esta classe AB surge para eliminar esses dois problemas, aproveitando as vantagens de ambas as classes.

A distorção cross over é o problema que ocorre quando os dois transistores estão desligados no mesmo instante, durante o período de transição. Para eliminar isso, a condição deve ser escolhida para mais de meio ciclo. Conseqüentemente, o outro transistor entra em condução, antes que o transistor operacional mude para o estado de corte. Isso é obtido apenas usando a configuração de classe AB, conforme mostrado no diagrama de circuito a seguir.

Portanto, no projeto de amplificador de classe AB, cada um dos transistores push-pull está conduzindo por um pouco mais do que meio ciclo de condução na classe B, mas muito menos do que o ciclo completo de condução da classe A.

O ângulo de condução do amplificador classe AB é algo entre 180 ^o a 360 ^o dependendo do ponto de operação selecionado. Isso é entendido com a ajuda da figura abaixo.

A pequena tensão de polarização fornecida pelos diodos D ₁ e D ₂ , conforme mostrado na figura acima, ajuda o ponto de operação a ficar acima do ponto de corte. Conseqüentemente, a forma de onda de saída dos resultados da classe AB conforme visto na figura acima. A distorção de crossover criada pela classe B é superada por esta classe AB, assim como as ineficiências das classes A e B não afetam o circuito.

Assim, a classe AB é um bom compromisso entre a classe A e a classe B em termos de eficiência e linearidade tendo a eficiência atingindo cerca de 50% a 60%. Os amplificadores de classe A, B e AB são chamados delinear amplifiers porque a amplitude e fase do sinal de saída estão linearmente relacionadas à amplitude e fase do sinal de entrada.

Amplificador de potência classe C

Quando a corrente do coletor flui por menos de meio ciclo do sinal de entrada, o amplificador de potência é conhecido como class C power amplifier.

A eficiência do amplificador classe C é alta, enquanto a linearidade é pobre. O ângulo de condução para a classe C é inferior a 180 ^o . Geralmente é cerca de 90 ^o , ^o que significa que o transistor permanece ocioso por mais da metade do sinal de entrada. Assim, a corrente de saída será entregue por menos tempo em comparação com a aplicação do sinal de entrada.

A figura a seguir mostra o ponto operacional e a saída de um amplificador classe C.

Esse tipo de polarização oferece uma eficiência muito melhorada em torno de 80% ao amplificador, mas introduz forte distorção no sinal de saída. Usando o amplificador de classe C, os pulsos produzidos em sua saída podem ser convertidos em uma onda senoidal completa de uma determinada frequência usando circuitos LC em seu circuito coletor.