Amplificador


Un amplificador , amplificador electrónico o (informalmente) amplificador es un dispositivo electrónico que puede aumentar la potencia de una señal (un voltaje o corriente variable en el tiempo ). Es un circuito electrónico de dos puertos que utiliza energía eléctrica de una fuente de alimentación para aumentar la amplitud de una señal aplicada a sus terminales de entrada, produciendo una señal de mayor amplitud proporcionalmente en su salida. La cantidad de amplificación proporcionada por un amplificador se mide por su ganancia: la relación entre el voltaje, la corriente o la potencia de salida y la entrada. Un amplificador es un circuito que tiene una ganancia de potencia mayor que uno. [1] [2] [3]

Un amplificador puede ser un equipo separado o un circuito eléctrico contenido dentro de otro dispositivo. La amplificación es fundamental para la electrónica moderna y los amplificadores se utilizan ampliamente en casi todos los equipos electrónicos. Los amplificadores se pueden clasificar de diferentes maneras. Uno es por la frecuencia de la señal electrónica que se amplifica. Por ejemplo, los amplificadores de audio amplifican señales en el rango de audio (sonido) de menos de 20 kHz, los amplificadores de RF amplifican frecuencias en el rango de radiofrecuencia entre 20 kHz y 300 GHz, y los servoamplificadores y amplificadores de instrumentación pueden funcionar con frecuencias muy bajas hasta corriente continua. Los amplificadores también se pueden clasificar por su ubicación física en elcadena de señales ; un preamplificador puede preceder a otras etapas de procesamiento de señales, por ejemplo. [4] El primer dispositivo eléctrico práctico que podía amplificar fue el tubo de vacío triodo , inventado en 1906 por Lee De Forest , que condujo a los primeros amplificadores alrededor de 1912. Hoy en día, la mayoría de los amplificadores usan transistores .

El primer dispositivo práctico destacado que podía amplificar fue el tubo de vacío triodo , inventado en 1906 por Lee De Forest , que condujo a los primeros amplificadores alrededor de 1912. Los tubos de vacío se usaron en casi todos los amplificadores hasta las décadas de 1960 y 1970 cuando los transistores los reemplazaron. Hoy en día, la mayoría de los amplificadores usan transistores, pero los tubos de vacío continúan usándose en algunas aplicaciones.

El desarrollo de la tecnología de comunicación de audio en forma de teléfono , patentado por primera vez en 1876, creó la necesidad de aumentar la amplitud de las señales eléctricas para extender la transmisión de señales a distancias cada vez más largas. En telegrafía , este problema se resolvió con dispositivos intermedios en las estaciones que reponían la energía disipada al operar un registrador de señales y un transmisor uno tras otro, formando un relé , de modo que una fuente de energía local en cada estación intermedia alimentaba el siguiente tramo de transmisión. Para la transmisión dúplex, es decir, enviar y recibir en ambas direcciones, se desarrollaron repetidores de retransmisión bidireccionales a partir del trabajo de CF Varley.para transmisión telegráfica. La transmisión dúplex era esencial para la telefonía y el problema no se resolvió satisfactoriamente hasta 1904, cuando HE Shreeve de la American Telephone and Telegraph Company mejoró los intentos existentes de construir un repetidor telefónico que constaba de un transmisor de gránulos de carbono y un receptor electrodinámico adosados. [5] El repetidor Shreeve se probó por primera vez en una línea entre Boston y Amesbury, MA, y los dispositivos más refinados permanecieron en servicio durante algún tiempo. Después del cambio de siglo, se descubrió que las lámparas de mercurio de resistencia negativa podían amplificar, y también se probaron en repetidores, con poco éxito. [6]

El desarrollo de válvulas termoiónicas que comenzó alrededor de 1902 proporcionó un método completamente electrónico para amplificar señales. La primera versión práctica de tales dispositivos fue el triodo Audion , inventado en 1906 por Lee De Forest , [7] [8] [9] que condujo a los primeros amplificadores alrededor de 1912. [10] Desde el único dispositivo anterior que fue ampliamente utilizado para fortalecer una señal fue el relé utilizado en los sistemas de telégrafo , el tubo de vacío amplificador se denominó primero relé de electrones . [11] [12] [13] [14] Los términos amplificador yLa amplificación , derivada del latín amplificare , ( ampliar o expandir ), [15] se utilizó por primera vez para esta nueva capacidad alrededor de 1915, cuando los triodos se generalizaron. [15]


Amplificador de audio estéreo de 100 vatios utilizado en los sistemas de audio de componentes domésticos en la década de 1970.
La amplificación significa aumentar la amplitud (voltaje o corriente) de una señal variable en el tiempo por un factor dado, como se muestra aquí. El gráfico muestra el voltaje de entrada (azul) y salida (rojo) de un amplificador lineal ideal con una señal arbitraria aplicada como entrada. En este ejemplo, el amplificador tiene una ganancia de voltaje de 3; eso es en cualquier instante
Prototipo de amplificador de audio de De Forest de 1914. El tubo de vacío Audion (triodo) tenía una ganancia de voltaje de aproximadamente 5, proporcionando una ganancia total de aproximadamente 125 para este amplificador de tres etapas.
Los cuatro tipos de fuente dependiente: variable de control a la izquierda, variable de salida a la derecha
Amplificador de potencia de Skyworks Solutions en un Smartphone .
Un amplificador operacional de propósito general LM741
Un práctico circuito amplificador.