Circuitos Amplificadores ¿Qué son y para qué Sirven?

Los dispositivos electrónicos conocidos como amplificadores se emplean mayormente para aumentar la magnitud de la tensión, la corriente o la potencia de una señal. Los amplificadores lineales elevan la señal sin generar distorsiones notables (o distorsiones insignificantes), por lo que la salida se relaciona proporcionalmente con la entrada. Los amplificadores no lineales permiten generar una variación significativa en la configuración de onda de la señal.

Introducción

Los amplificadores de tipo lineal se aplican en señales de audio y video, en contraste con los amplificadores no lineales que se utilizan en osciladores, fuentes de alimentación electrónica, moduladores, mezcladores, circuitos lógicos y otras aplicaciones donde se necesita reducir la amplitud. Aunque los tubos de vacío tuvieron un papel relevante en los amplificadores, en la actualidad se prefieren los circuitos integrados o los transistores discretos.

Un Amplificador es un dispositivo que se emplea para incrementar la amplitud o la potencia de una señal eléctrica. Su uso se extiende desde el fortalecimiento de señales eléctricas débiles captadas por una antena de radio o una célula fotoeléctrica, hasta la ampliación de la corriente debilitada de circuitos telefónicos de larga distancia, la señal eléctrica de sonido en sistemas de megafonía y muchas otras aplicaciones. El transistor es uno de los dispositivos de amplificación más comunes, pero también existen otros tipos de amplificadores, como los tubos de vacío termoiónicos, entre los que destacan el triodo, el pentodo, el klistrón y el magnetrón.

Las ligeras fluctuaciones en la tensión de entrada generan variaciones mucho más grandes en la tensión de salida. El parámetro que mide la magnitud de estos cambios de tensión es conocido como el factor de amplificación. En el caso de los tubos de vacío termoiónicos, cuando este factor de amplificación sobrepasa un valor determinado, la señal de salida se desvía de la señal de entrada y sufre distorsiones. Para atenuar este problema, se hace funcionar el amplificador por debajo del valor máximo del factor de amplificación.

En caso de necesitar una amplificación mayor de la que es posible alcanzar en una sola etapa de amplificación (como en el caso de un transistor o un tubo de vacío y sus circuitos complementarios), se recurre a un amplificador secuencial o multietapa. La señal amplificada en una fase se utiliza como entrada en la siguiente, y así sucesivamente. Para aumentar la amplificación de los circuitos fotoeléctricos, se pueden emplear fototubos altamente sensibles, conocidos como fotomultiplicadores.

Amplificadores de sonido

Los amplificadores de sonido son ampliamente utilizados en dispositivos como radios, televisores y grabadoras de cintas, y operan normalmente a frecuencias por debajo de los 20 kilohercios (1 kHz = 1.000 ciclos por segundo). Su función es amplificar la señal eléctrica, que luego se transforma en sonido mediante un altavoz. Los amplificadores operacionales, que se encuentran en circuitos integrados y se componen de múltiples etapas de amplificación lineal acopladas a corriente continua, son una elección popular como amplificadores de sonido.

Amplificadores de vídeo

Los amplificadores de vídeo tienen como uso principal la amplificación de señales que abarcan un rango de frecuencias de hasta 6 megahercios (1 MHz = 1 millón de ciclos por segundo). La señal amplificada por el dispositivo es transformada en información visual, que aparece en la pantalla de televisión. La amplitud de la señal es lo que controla el brillo de los puntos que conforman la imagen. Para lograr esta tarea, el amplificador de vídeo debe operar en una banda ancha y amplificar todas las señales de manera uniforme, minimizando la distorsión. Para obtener más información, se puede consultar el tema de Grabación de vídeo.

Amplificadores de radiofrecuencia

Estos amplificadores son utilizados para elevar el nivel de señal en sistemas de comunicación por radio o televisión. En general, su rango de frecuencia se encuentra entre los 100 kHz y 1 GHz (1 GHz = 1.000 millones de ciclos por segundo), e incluso pueden llegar a la banda de frecuencia de microondas.

Clasificación de Circuitos Amplificadores

Los circuitos amplificadores son dispositivos electrónicos que aumentan la amplitud de una señal eléctrica. Estos circuitos pueden ser utilizados en una variedad de aplicaciones, como por ejemplo en sistemas de audio, radiofrecuencia, señales de video y telecomunicaciones.

Existen diferentes tipos de circuitos amplificadores, pero todos comparten una estructura básica que consiste en un elemento activo, como un transistor o un amplificador operacional, y una fuente de alimentación que proporciona energía al circuito.

Entre los circuitos amplificadores más comunes se encuentran los siguientes:

• Amplificadores de clase A: son los más simples y se caracterizan por tener una alta distorsión armónica y un bajo rendimiento energético. Se utilizan principalmente en aplicaciones de audio de alta fidelidad.

• Amplificadores de clase B: son más eficientes que los de clase A y se utilizan principalmente en sistemas de audio de alta potencia. Se caracterizan por tener una distorsión armónica menor, pero presentan problemas de distorsión de cruce.

• Amplificadores de clase AB: son una combinación de los amplificadores de clase A y B, y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Presentan una eficiencia energética mayor que los amplificadores de clase A, y una distorsión armónica menor que los de clase B.

• Amplificadores de clase D: son los más eficientes y se utilizan principalmente en aplicaciones de audio de alta potencia. Utilizan una técnica de modulación por ancho de pulso para convertir la señal analógica en una señal digital.

Además de estos circuitos, existen otros como los amplificadores de clase G, H y T, que son variaciones de los anteriores y se utilizan en aplicaciones específicas.