VALVULAS: (Tubos, Tubos de Vacio, Triodo, Pentodo, etc)Las valvulas funcionan por emision termoionica de electronesdesde un filamento o catodo, controlado por una rejillay recogiendose en una placa. Algunas valvulas tiene mas deuna rejilla, Algunas tienen dos elementos amplificadoresseparados en una envoltura de vidrio. Estas dobles valvulassuelen funcionar peor.Las caracteristicas de las valvulas varian ampliamente dependiendodel modelo seleccionado. En general, las valvulas son mayores,mas fragiles, bonitas, funcionan calientes, y necesitan variossegundos antes de funcionar. Las valvulas tienen una gananciarelativamente baja, alta impedancia de entrada, baja capacidadde entrada, y la capacidad de aguantar abusos momentaneos.Las valvulas se saturan (clip) suavemente y se recuperande la sobracarga rapida y suavemente.Los circuitos que no usan valvulas se llaman a transistores(o de estado solido), porque no usan dispositivos que contienengas (o liquido).Las caracteristicas de las valvulas tienden a cambiar con el uso(edad). Son mas susceptibles a las vibraciones (llamadas"microfonicas") que los dispositivos de transistores. Lasvalvulas incluso sufren de ruido cuando se usan con filamentosen corriente alterna.Las valvulas son capaces de trabajar a mayores voltajes quecualquier otro dispositivo, pero las valvulas de alta corrienteson raras y caras. Esto quiere decir que la mayoria de losamplificadores a valvulas usan un transformador de salida. Apesar de no ser caracteristica especifica de las valvulas, lostransformadores de salida añaden distorsion del segundo armonicoy presentan una caida gradual en la respuesta a altas frecuenciasque es dificil de duplicar con circuitos a transistores.
TRANSISTORES: (BJT, Bipolares, PNP, NPN, Darlington, etc)Los transistores operan con portadores minoritarios inyectadosdesde el emisor a la base que hace que fluyan a traves de labase hacia el colector, controlando la corriente de la base.Los transistores estan disponibles como dispositivos PNP y NPN,permitiendo que uno tire de la señal de salida. Los transistoresestan tambien disponibles en pares emparejados y empaquetados,pares seguidores de emisor, arrays de transistores multiplese incluso en complejos "circuitos integrados", donde estancombinados con resistencias y condensadores para conseguirfunciones de circuitos complejos.Como las valvulas, hay muchas clases de BTJs disponibles.Algunos tienen una alta ganancia de corriente, mientras queotros tienen menor ganancia. Algunos son rapidos, y otros lentos.Algunos manejan altas corrientes mientras que otros tienencapacidades de entrada bajas. Algunos tienen menos ruidoque otros. En general, los transistores son estables, duran casiindefinidamente, tienen alta ganacia, requieren alguna corrientede entrada, tienen baja resistencia de entrada, tienencapacidad de mayores entradas, saturan rapidamente, y sonlentos de recuperarse de la sobrecarga (saturacion). Lostransistores tienen un amplio margen antes de la saturacion.Los transistores estan sujetos a un modo de fallo llamadosegunda avalancha, que sucede cuando el dispositivo estatrabajando a alto voltaje y alta corriente. La segundaavalancha puede evitarse con un diseño prudente, locual le dio a los primeros amplificadores de transistoresuna mala reputacion de fiabilidad. Los transistores son tambiensusceptibles de descontrolarse con la temperatura cuando seusan incorrectamente. Sin embargo, los diseños prudentesevitan el segunda avalancha y el embalamiento termico.MOSFET: (VMOS, TMOS, DMOS, NMOS, PMOS, IGFET, etc)Los transistores de efecto de campo semiconductor metal-oxido usanuna puerta aislada para modular el flujo de la corriente portadoraprincipal de la fuente al drenaje con el campo electrico creadopor la puerta. Como los bipolares, los MOSFETs estan disponiblesen P y N. Tambien como los transistores, los MOSFEt estan disponiblesen pares y circuitos integrados. Los MOSFET emparejados no seacoplan tan bien como los pares de transistores bipolares, perose emparejan mejor que las valvulas.Los MOSFETs estan tambien disponibles en muchos tipos. Sinembargo, todos tienen baja corriente de entrada y bastante bajacapacidad de entrada. Los MOSFET tienen menor ganancia, se saturanmoderadamente y se recuperan rapidamente de la saturacion. Apesar de que los MOSFETs de potencia no tienen puerta en DC,la capacidad de entrada finita quiere decir que los MOSFET depotencia tienen una puerta finita de corriente AC. Los MOSFETson estables y robustos. No son susceptibles de embalamiento termiconi segunda avalancha. Sin embargo, los MOSFETs no puedensoportar abusos tan bien como las valvulas.JFET:Transistores de efecto de union de campo operan exactamenteigual que los MOSFET, pero no tienen una puerta aislada.Los JFETs comparten la mayoria de las caracteristicas de losMOSFETs, incluyendo parejas disponibles, tipos P y N, ycircuitos integrados.Los JFETs no estan disponibles normalmente como dispositivosde potencia. Ellos hacen excelentes preamplificadores de bajoruido. La union de la puerta da a los JFETs mayor capacidad deentrada que los MOSFETs e incluso les previene de ser usadosen modo de acumulacion o enriquecimiento. Los JFETs unicamentese usan como circuitos de deplexion o empobrecimiento.Los JFETs estan disponibles tambien como parejasy se emparejan casi tan bien como los transistores bipolares.IGBT: (o IGT)Transistores bipolares de puerta aislada son una combinacion de unMOSFET y un transistor bipolar. La parte MOSFET del dispositivosirve como dispositivo de entrada y el bipolar como la salida.Los IGBTs estan solo disponibles hoy como dispositivos tipo N, perolos dispositivos P son posibles en teoria. Los IGBTs son mas lentosque otros dispositivos pero ofrecen un bajo costo, la alta capacidadde corriente de los transistores bipolares con la baja corrientede entrada y la baja capacidad de entrada de los MOSFETs.Sufren de saturacion tanto o mas que lostransistores bipolares, e incluso sufren de segunda avalanchaRaramente se usan en audio High-end, pero a veces se usan paraamplificadores de extremadamente alta potencia. Ahora la pregunta real: Puedes pensar que si estos diversosdispositivos son tan diferentes entre ellos, alguno sera elmejor. En la practica, cada uno tiene sus puntos fuertesy debiles. Incluso porque cada tipo de dispositivo estadisponible en tantas formas diferentes, la mayoria de lostipos puede usarse en la mayoria de los sitios con exito.Las valvulas son prohibitivamente caras para amplificadoresde muy alta potencia. La mayoria de los amplificadores avalvulas dan menos de 50 watts por canal.Los JFETs son a veces un dispositivo ideal de entrada porquetienen bajo ruido, baja capacidad de entrada y buen acoplamiento.Sin embargo, los transitores bipolares tiene incluso mejoremparejamiento y mayor ganancia, asi que para fuentes de bajaimpedancia, los dispositivos bipolares son incluso mejores.Aun las valvulas y los MOSFETs tienen incluso menor capacidadde entrada, lo mismo para muy alta resistencia de salida, podrianser mejores.Los transistores bipolares tiene la mas baja resistencia desalida, asi pues son buenos dispositivos de salida. Sin embargo,la segunda avalancha y una alevada carga almacenada pesa en su contracuando se les compara con los MOSFET. Un buen diseño BJT necesitatener en ceunta las debilidades de los BJTs mientras que unbuen diseño MOSFET necesita controlar las desventajas delos MOSFETsLos transistores de salida bipolares requieren proteccionde segunda avalancha y embalamiento termico y esta proteccionrequiere circuiteria adicional y esfuerzo de diseño. Enalgunos amplificadores, la calidad de sonido se daña conla proteccion.Como ya se dijo, hay mas diferencias entre diseños individuales,sean valvulas y transistores, que hay entre diseños generalesentre valvulas y transistores. Puedes hacer un buen amplificadorde ambos, y puedes hacer un amplificador cutre tambien.A pesar de que los transistores y valvulas se saturan diferente,la saturacion sera rara o inexistente en un buen amplificador,asi que esta diferencia no debe tenerse en cuenta.Alguna gente dice que las valvulas requieren unarealimentacion menor o nula mientras que los transistoresrequieren bastante realimentacion. En la practica, todoslos amplificadores requieren alguna realimentacion, seatotal, local, o unicamente "degeneracion". La realimentaciones esencial en los amplificadores porque hace al amplificadorestable con las variaciones de temperatura y fabricable apesar de las variaciones de los componentes.La realimentacion tiene una mala reputacion debido a queun sistema de realimentacion mal diseñado puede pasarseo oscilar dramaticamente. Algunos diseños viejos usabanexcesiva realimentacion para compensar las no linealidadesde circuitos cutres. Los amplificadores con realimentacionesbien diseñadas son estables y tienen un muy pequeño sobreimpulso.Cuando salieron los primeros amplificadores de transistores,eran peores que los mejores amplificadores de valvulas de aquellosdias. Los diseñadores cometieron muchos errores con las nuevastecnologias conforme aprendian. Hoy en dia, los diseñadores sonmucho mas expertos y sofisticados que en aquellos dias de 1960.Debido a las bajas capacidades internas, los amplificadoresa valvulas tienen unas caracteristicas de entrada muy lineales.Esto hace a los amplificadores a valvulas faciles de alimentary tolerantes a fuentes de altas impedancias de salida, talescomo otros circuitos a valvulas y controles de volumen dealta-impedancia. Los amplificadores de transistores podrian tenerun alto acoplamiento entre la entrada y la salida y podrian teneruna impedancia de entrada menor. Sin embargo, algunas tecnicasde circuitos reducen estos efectos. Incluso, algunos amplificadoresde transistores evitan totalmente estos problemas usando buenosJFET como circuitos de entrada.Hay muchas exageraciones, errores asi como muchas leyendassobre el tema. En efecto, un buen diseñador FET puede hacer unbuen amplificador FET. Un buen diseñador de valvulas puedehacer un buen amplificador a valvulas, y un buen diseñador detransistores puede hacer un amplificador a transistores muybueno. Muchos diseñadores mezclan componentes para usarlosen aquello en que son mejores.Al igual que con todas las disciplinas de ingenieria, losbuenos diseños de amplificadores requieren un amplio conocimientode las caracteristicas de los componentes, los fallos dediseño de amplificadores, las caracteristicas de la fuentede señal, las caracteristicas de las cargas, y las caracteristicasde la señal misma.Otro tema aparte es que carecemos de un buen conjunto de medidaspara calificar la calidad de un amplificador. La respuestaen frecuencia, distorsion y relacion señal-ruido dan claves,pero por ellas mismas son insuficientes para calificar elsonido.Mucha gente jura que las valvulas suenan mas "a valvulas" y lostransistores suenan mas "a transistores". Alguna gente añade uncircuito a valvulas a sus circuitos de transistores para darlesalgo de sonido a "valvulas"Alguna gente dice que han medido y distingen diferenciasentre las caracteristicas de distorsion de los amplificadoresde valvulas y los de transistores. Esto podria ser causadopor el transformador de salida, la funcion de transferenciade las valvulas, o la eleccion de la topologia del amplificador.Los amplificadores de valvulas raramente tienen respuesta enfrecuencia tan plana como los mas planos amplificadores detransistores, debido al transformador de salida. Sin embargo,la respuesta en frecuencia de buenos amplificadores a valvulases extremadamente buena.
Asignatura: EES.
Alumno: Pedro Jose Contreras Urbina
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