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INTRODUCCIÓN
Al hacer trabajar un circuito amplificador, sea con triodo o
pentodo, es necesario que lo haga en la parte
lineal de la curva característica de la válvula utilizada, para
que la tensión de salida, proporcional a la corriente que pasa por la
válvula, sea fiel reflejo o reproducción de la de entrada. No conviene
utilizar las zonas extremas de dicha curva, en donde, debido a los fenómenos
de corte y de saturación, la curvatura es muy pronunciada. En la figura se
presenta un caso en que la corriente de salida es casi una reproducción
perfecta de la de entrada por haber utilizado la parte lineal de la curva
característica.
Si se hubiese trabajado en la curva de la figura, en las
zonas cercanas a los - 6 V (corte), o a las tensiones positivas de rejilla
(saturación), la intensidad obtenida por la variación de la tensión de la
rejilla de control aparecería deformada,
por haberse usado las zonas de gran curvatura.
Observando el gráfico de la figura se desprende que cuando la válvula no
recibe señal para amplificar la rejilla de control
debe disponer de una tensión fija y constante, que en el caso que
nos ocupa será de - 3 V, para que
funcione en el centro de la zona lineal y que, al introducir la señal que se
desea amplificar, los puntos de trabajo
se distribuyan alrededor del central,
llamado «de reposo», y no ocupen las
zonas de distorsión de los extremos.
POLARIZACIÓN DE LA REJILLA DE CONTROL «POR CÁTODO»
Para conseguir que la rejilla, de control tenga en
reposo la tensión de c.c. precisa para que la válvula trabaje en el punto
central de su curva característica, se utilizaba en los esquemas una pila,
como se indica en la figura. Las tres conexiones inferiores de la figura
indican que van unidas al chasis (masa o tierra) y, por tanto, se consideran
unidas entre sí.
El uso de las pilas es caro e incómodo, por su constante
sustitución cuando se agotan. Para eliminar la pila se coloca una
resistencia RK en el cátodo de la válvula. Al circular la corriente
de ánodo Ia se produce en ella una caída de tensión cuyo valor es la
Ia•
RK, que si la hacemos coincidir con el valor de la polarización de
rejilla en el punto de reposo realizará el mismo efecto que la pila
anterior.
Con referencia a la figura, la tensión de rejilla en reposo
es de - 3 V, que corresponde a una corriente de placa la = 30 mA,
como aparece reflejado en la figura. La tensión entre bornes de la
resistencia de cátodo RK vale VK = la • RK, siendo su
polaridad la indicada en la figura, o sea, positivo el borne superior, junto
al cátodo, puesto que la corriente de electrones se dirige hacia arriba. De
esta forma, el cátodo será positivo respecto a masa, la cual está unida con
la rejilla de control. Si conseguimos que VK = 3 V, la rejilla de
control quedará polarizada 3 V negativa respecto al cátodo, que es lo que se
pretende para eliminar la pila. De esto se puede obtener el valor de RK:
VK
= la • RK = 0,030 •
RK = 3V
RK
= 3 / 0,030 = 100Ω
Luego colocando en el cátodo una resistencia RK = 100Ω
conseguimos bornes de la resistencia de cátodo RK vale VK = la •
RK, siendo su polaridad la indicada en la figura, o sea, positivo el
borne superior, junto al cátodo, puesto que la corriente de electrones se
dirige hacia arriba. De esta forma, el cátodo será positivo respecto a masa,
la cual está unida con la rejilla de control. que entre sus extremos
aparezcan 3 V con el polo negativo en contacto con la rejilla y el positivo
con el cátodo, logrando que la válvula trabaje en el punto de reposo
buscado.
Cuando por la rejilla se introduce la señal que se
desea amplificar, la corriente que circula por ella deja de ser constante.
Concretamente, en la figura, al aplicar a la entrada una señal de 1 V de
tensión alterna de pico, la intensidad varía desde 40 mA cuando
alcanza el máximo positivo hasta 20 mA en el instante del máximo
negativo; luego al funcionar el amplificador varía la
la,
en consecuencia, también VK = la • RK, lo que hace que la
polarización de rejilla no sea constante, como tenía que suceder. Para
eliminar estas variaciones de VK se coloca en paralelo con la resistencia de
cátodo un condensador
CK, cuya misión es evitar que las
variaciones de intensidad en RK produzcan alteración en VK.
La intensidad que circula por una válvula
amplificadora se puede suponer formada por dos componentes:
una continua y
otra alterna. En el ejemplo que nos ocupa, la
continua sería de
30 mA y la alterna de
10 mA de valor de pico, como se muestra
en la figura. Cuando la corriente la llega a la bifurcación que presentan
RK Y CK,
la componente continua de 30 mA sólo
puede pasar por RK, puesto que CK bloquea el paso de la c.c., mientras que
la componente alterna pasará en su mayoría por aquel de los dos componentes
que le ofrezca menos resistencia. Como no interesa que la componente alterna
pase por RK, se ha de conseguir que la reactancia del condensador sea
mucho menor que el valor óhmico de RK, por lo que el valor de CK ha
de ser elevado, interesando por este motivo utilizar condensadores
electrolíticos. Para que XCK
sea bajo CK ha de ser elevado.
XCK = 1 /(2 x π
x f x CK)
En la figura se presenta la bifurcación de la corriente entre la resistencia
y el condensador de cátodo.
En la práctica se elige un valor de XCK
que sea la décima parte que el de RK. Como en el ejemplo que se
comenta
RK = 100Ω,
XCK
deberá valer
10Ω
, con lo que se puede deducir la capacidad del condensador que interesa:
XCK =
10Ω
=1
/(2 x π x f x CK)
CK
=
=1
/(2 x π x f x
10Ω)
Suponiendo que se trabaje con una frecuencia de 1000 Hz:
CK
=
=1
/(2 x 3,14 x 1.000 x
10)
= 0,0000159 faradios = 15,9
µF
En resumen, con una resistencia de100Ω
y un condensador de
15,9
µF
en paralelo, colocados en el cátodo de la válvula, la rejilla de control
queda polarizada automáticamente con -3 V respecto al cátodo, no
necesitándose pila alguna. A este sistema de polarización, que además de
económico y sencillo ocupa muy poco espacio, se le denomina
«polarización por cátodo», presentándose en
la figura el circuito completo de un amplificador con este tipo de
polarización. |
