A2 Amplificadores con BJT

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Este mismo transistor bipolar que ya describió el modelo de dispositivos semiconductores avanzados amplifica corriente: una pequeña corriente inyectada en su terminal de base controla una corriente mucho mayor entre sus otros dos terminales, con una relación de amplificación característica de cada transistor. Para que amplifique correctamente una señal sin distorsionarla, primero hay que polarizarlo: establecer, mediante resistencias y fuentes de voltaje fijas, un punto de operación estable en la región donde el transistor se comporta de forma más lineal, ni completamente apagado ni completamente saturado.

La configuración de emisor común, la más habitual para amplificar voltaje, invierte la señal de entrada además de amplificarla. Más allá de esta configuración básica, existen distintas "clases" de amplificación que definen durante qué fracción del ciclo de la señal conduce el transistor, y que representan un compromiso fundamental entre linealidad y eficiencia energética: la clase A conduce durante todo el ciclo y ofrece la mejor linealidad, pero desperdicia la mayor parte de la energía como calor —este mismo efecto Joule que ya describió el modelo de resistencia y ley de Ohm—; la clase B conduce solo durante medio ciclo, sacrificando algo de linealidad a cambio de una eficiencia mucho mayor; la clase AB es un término medio entre ambas y es la más usada en amplificadores de audio de calidad; y la clase D, que no amplifica de forma lineal sino que trabaja por conmutación rápida, alcanza las eficiencias más altas de todas y domina hoy los amplificadores de audio de alta potencia y los controladores de motores.

Por eso este módulo, que abre con una corriente pequeña que controla una corriente mayor, cierra mostrando que amplificar nunca es gratis: cada una de estas cuatro clases reparte de forma distinta el mismo compromiso entre reproducir la señal con fidelidad y desperdiciar la menor energía posible como calor, y ninguna logra maximizar las dos cosas a la vez.

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