Usuario:Darth BJT

Hola,

me llamo Roberto, y me entrentengo mucho con la Electrónica. En este momento estoy editando mi propuesta para una nueva versión para el artículo "amplificador electrónico".

Introducción

Un amplificador electrónico es un dispositivo que eleva la potencia de una señal. Es uno de los pilares fundamentales de la electrónica moderna.

Antecedentes históricos

Con el auge de la investigación en electricidad y magnetismo a mediados del siglo XIX, surgieron los primeros dispositivos transformadores de las señales eléctricas. Sin embargo, la amplificación no apareció hasta el advenimiento del triodo. El triodo es una tipo de válvula termoiónica, en la cual se ha añadido una rejilla de control entre ánodo y cátodo. Esta rejilla de control gobierna la cantidad de corriente que fluye desde el ánodo hacia el cátodo. Cuando esta rejilla es gobernada por una señal de control, la señal obtenida en el cátodo es una reproducción fiel de la señal de control, pero con un efecto de amplificación o incremento de potencia. La sucesivas variantes de las válvulas introdujeron mejoras y ampliaron el rango de aplicaciones, hasta el punto que hoy en día existen campos (amplificadores de potencia para muy alta frecuencia, o audio de alta fidelidad), donde las válvulas siguen siendo utilizadas.

La aparición de los dispositivos de estados sólidos permitió una reducción en tamaño, potencia y una mejora en fiabilidad. Los transistores, ya sean de efecto campo o bipolares, operan en esencia como triodos. Aunque en principio son dispositivos más ruidosos y menos lineales, la reducción de costes que supusieron los dispositivos de estado sólido y sobre todo, su mayor fiabilidad hicieron que pronto sustituyeron a las válvulas en la inmensa mayoría de los amplificadores. Los problemas que los dispositivos sólidos presentaban se fueron superando a medida que los procesos de fabricación mejoraron, y a medida que las técnicas de diseño de amplificadores se fueron adaptando a las características de los nuevos dispositivos.

Finalmente, el último gran salto se produjo con la aparición del circuito integrado. En la actualidad se pueden encontrar amplificadores integrados que cubren prácticamente todo el rango de aplicaciones posibles.

Parámetros

Existen múltiples aspectos que se pueden caracterizar de un amplificador. En función de la aplicación a la que vaya destinado, algunos parámetros se pueden tornar más importantes que otros.

Ganancia

Ganancia de Potencia

La ganancia se define como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada:

$G={\frac {P_{o}}{P_{i}}}$

La ganancia es un factor adimensional. Es muy común expresar la ganancia en decibelios (dB), que es en realidad una conversión a magnitudes logarítmicas. Esta conversión facilita el cálculo en la mayoría de los sistemas, porque convierte las multiplicaciones en sumas. Expresada en decibelios, la ganancia será:

$G(dB)=10\log \left({\frac {P_{o}}{P_{i}}}\right)$

En un amplificador, es esperable que la ganancia de potencia sea mayor que la unidad, es decir mayor que 0dB.

Ganancia de Tensión

Otra ganancia muy estudiada, sobre todo en amplificadores de pequeña señal y media o baja frecuencia, es la ganancia de tensión. Se define como:

$A_{V}={\frac {v_{o}}{v_{i}}}$

A los amplificadores optimizados para este tipo de modo de operación se les suele denominar amplificador de tensión o amplificador de transtensión y tienen impedancia de entrada elevada e impedancia de salida reducida. La relación de la ganancia de tensión con la ganancia de potencia se puede hacer mediante:

$G={\frac {P_{o}}{P{_{i}}}}={\frac {v_{o}^{2}/R_{o}}{v_{i}^{2}/R_{i}}}={\frac {v_{o}^{2}\cdot R_{i}}{v_{i}^{2}\cdot R_{o}}}$

Donde $R_{i}$ es la resistencia equivalente vista a la entrada del amplificador, y $R_{l}$ es la resistencia de carga que tiene conectada el amplificador a su salida. A partir de esta expresión se puede deducir la relación entre la ganancia en decibelios y la ganancia de tensión:

$G=10\log \left({\frac {v_{o}^{2}}{v_{i}^{2}}}\right)+10\log \left({\frac {R_{i}}{R_{o}}}\right)\qquad \Longrightarrow \qquad G=20\log \left({\frac {v_{o}}{v_{i}}}\right)-10\log \left({\frac {R_{o}}{R_{i}}}\right)$

Sin embargo, en muchas mediciones el factor de correción de impedancias ($-10\log \left(R_{o}/R_{i}\right)$) se ignora y la ganancia en decibelios de un amplificador de tensión, aún a sabiendas de que se comete un error, se expresa como:

$G=20\log \left({\frac {v_{o}}{v_{i}}}\right)$

Ganancia de Corriente

La ganancia de corriente de un amplificador se define como:

$A_{I}={\frac {i_{o}}{i_{i}}}$