CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI Lezione n° 9 Amplificatori di potenza Classe “B” Classe “A-B” Progetto Amplificatori audio C.S.E.

Richiami Amplificatori di potenza Rendimento & Efficienza Amplificatori aperiodici Amplificatori accordati Rendimento & Efficienza Classe A Classe B Classe C C.S.E.

Rendimento & Efficienza Fattore di merito (o cifra di merito) [Efficienza-1] C.S.E.

Classe B con accoppiamento a Trasformatore Ic1 Ib1 Is IL Is IL Ib2 Ic2 C.S.E.

Classe B a simmetria complementare Push-Pull VCC Q1 RS + + VS RL VU -- Q2 -- -VCC C.S.E.

Caratteristica di trasferimento Q1 semionda positiva Q2 semionda negativa VU VU-VCESAT + -- VS -VCC VCC RL Q1 VU Q2 RS -Vg Vg VI -VU+VCESAT C.S.E.

Rendimento 1 Trascurando la non linearità si ha la conduzione per 180° Semiperiodo positivo Semiperiodo negativo C.S.E.

Rendimento 2 Potenza erogata totale Potenza utile Rendimento C.S.E.

Potenza dissipata dai BJT Potenza dissipata MAX C.S.E.

Fattore di merito Risulta Potenza dissipata da ciascun BJT C.S.E.

Distorsioni Distorsione di crossover Vi VU t C.S.E.

Eliminazione del Crossover mediante reazione Si usa il principio del “diodo ideale” VCC Q1 RS -- VS + + Q2 RL VU -- -VCC C.S.E.

Eliminazione del Crossover mediante Classe AB Schema di principio VCC RA Q1 D1 VS + D2 Q2 RL VU -- RB -VCC C.S.E.

OSSERVAZIONI La caduta sui diodi elimina la distorsione di Crossover I transistori d’uscita sono spesso delle coppie DARLINGTON La caduta sui diodi deve essere uguale alla somma delle Vcut-in dei Transistori Le resistenze di polarizzazione riducono l’amplificazione C.S.E.

Classe AB a trasformatore C.S.E.

Riduzione dell’attenuazione NO!!!!! C.S.E.

PROGETTO C.S.E.

SPECIFICHE Amplificatore audio caratterizzato da : PU = 100 W RL = 4  Richiesta protezione contro cortocircuiti Non permanenti C.S.E.

Schema C.S.E. VCC1 RE6 RE5 Q1 Q5 Q6 Q7 RA RP1 RK Q3 RL 4  RP2 RB R1 RS CS Q8 Q4 VS Q2 R2 RE4 VCC2 C.S.E.

Push - Pull VCC1 35 V Q1 RL 4  Q2 VCC2 35 V C.S.E.

Protezioni contro cortocircuiti Q7 RP1 RP2 Q8 C.S.E.

Moltiplicatore di VBE RA Q3 RB C.S.E.

Carico dinamico RE6 RE5 Q6 Q5 RK C.S.E.

Preamplificatore R1 RS CS Q4 VS R2 RE4 C.S.E.

Parametri MAX per BJT (1) Classe A IC VCC + -- VS VBB RB CA VCC RL Q VU Rc VCE VCC C.S.E.

Parametri MAX per BJT (2) IC ICmax VCE VCEmax C.S.E.

Parametri MAX per BJT (3) Caratteristiche VCC RL CA Q + + RB VU VS -- VBB -- PD IC VCC/2RC VCC/RC C.S.E.

1 Scelta dei FINALI Coppie DARLINGTON complementari NPN MJ3001 VCE > 2 Vcc ICmax > IM NPN MJ3001 VCE = 80 V; IC = 10 A; PD =150 W; hfe > 1000 PNP MJ2501 VCE = -80 V; IC = -10 A; Q1 Q2 C.S.E.

2 Scelta delle VCC Dall’equazioone alla maglia d’uscita VCC > 32 per essere sicuri di non avere saturazioni o interdizioni VCC più bassa possibile per ridurre la potenza dissipata VCC1 I0 RE5 Q1 Q5 Q7 RL 4 87.5 m C.S.E.

3 Scelta delle correnti Polarizzazione in classe A – B Serve a garantire il funzionamento in classe A – B Basso valore per ridurre la dissipazione di potenza sui finali Q1 IQ0 RP1 RP2 Q2 C.S.E.

4 Correnti dei transistori Q1; Q2 e Q3 Corrente di base max di Q1 Corrente di base di Q2 Corrente di Q3 IBQ1 Q1 IM RP1 Q3 ICQ3 RP2 IM Q2 IBQ2 C.S.E.

5 Correnti di Polarizzazione Corrente in RA e RB (partitore pesante) Generatore di corrente Corrente di riposo di Q4 Correte Max di Q4 Correte min di Q4 I0 I0 RE6 RE5 Q1 Q5 Q6 RA RB Q4 Q2 RE4 C.S.E.

6 Scelta dei transistori rimanenti (’) Q3  BJT di potenza per essere accoppiato termicamente a Q1 e Q2 BD175-16 VCE = 45 V; IC = 3 A; hfe = 100 Q4 BSP43 VCE = 80 V; IC= 1 A; hfe = 150; PD = 2 W Q3 Q4 C.S.E.

6 Scelta dei transistori rimanenti (’’) Q5 e Q6  Q5 = Q6 BSP33 VCE = -80 V; IC= -1 A; hfe = 150; PD = 2 W Q7 2N2222 VCE = 30 V; IC= 0.5 A; hfe=100 Q8 2N2907 VCE = -30 V; IC= -0.5 A; hfe=100 Q6 Q5 Q7 Q8 C.S.E.