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FET - Transistor - Válvula (ART805S)

 ¿QUÉ ES EL MEJOR PARA UN AMPLIFICADOR DE AUDIO?

Las características dinámicas diferentes de los principales componentes utilizados en la construcción de los amplificadores de audio también afectan a la calidad del sonido que podemos obtener. Si bien todos ellos pueden resultar en excelentes amplificadores, los usuarios más exigentes pueden tener preferencias que están justificadas por pequeños detalles que a veces ni siquiera pueden ser percibidos por nuestros oídos. Para entender las diferencias entre los modos de funcionamiento llevamos al lector este artículo bastante interesante.

LAS VÁLVULAS

Al principio sólo había válvulas como componentes activos. En la construcción de amplificadores de sonido, inicialmente comunes y después, con el desarrollo de tecnologías especiales para la construcción, tanto de las válvulas y de los transformadores, entraron a la categoría denominada HI-FI o High-Fidelity (Alta Fidelidad) . Estos amplificadores, con una configuración típica de salida, como la mostrada en la figura 1, empleaban normalmente válvulas pentodo y transformadores ultralineales que eran componentes bastante pesados. En las válvulas, un filamento calienta un cátodo de modo que emite electrones que son atraídos por un ánodo polarizado por una tensión positiva (entre 80 y 800 volts dependiendo de la potencia).

 


 

 

El flujo de electrones entre el cátodo y el ánodo puede ser controlado por una tensión (o señal) aplicada a una rejilla. En la válvula pentodo las otras rejillas (supresora y blindaje) se utilizan como elementos auxiliares. El resultado de este tipo de funcionamiento es que la curva característica de la válvula muestra una gran, linealidad a lo largo de toda su gama de operación. Esto significa que puede funcionar de forma bastante lineal, cuando se polariza conveniente llevando a una amplificación de señales de audio con un mínimo de distorsión. Esto ocurre porque la banda dinámica de control del flujo de electrones entre el ánodo y el cátodo ocurre entre tensiones que varían entre 0 y un máximo.

   

LOS TRANSISTORES BIPOLARES

Los transistores bipolares, BJT, Darlington y otros equivalentes operan de un modo diferente. Estos componentes aparecieron en 1948 pero sólo se hicieron populares en amplificadores después de 1955 cuando los tipos de mayores potencias se tornaron accesibles. Las configuraciones iniciales fueron muy similares a las empleadas en los circuitos con válvulas. Sin embargo, pronto surgieron las configuraciones sin transformadores (Simetría Complementaria y Quasi-Complementaria), dada las características de impedancia más baja de este componente, que posibilitaba su conexión directa a un altavoz.

El transistor funciona de forma diferente a la válvula. En el transistor tenemos una corriente que fluye entre el colector y el emisor controlado por una corriente de base (en la válvula lo que tenemos es una tensión). Así, mientras que el transistor es un típico amplificador de corriente la válvula es un amplificador de tensión. Pero el problema más grave es que los transistores bipolares de silicio sólo empiezan a conducir cuando una tensión de al menos 0,6 V se aplica en su base. Esto significa que en el rango de 0 a 0,6 V el transistor como amplificador presenta una "discontinuidad" en su linealidad, la cual afecta la fidelidad de una señal amplificada. En otras palabras, en el paso de la señal por cero (crossover) el transistor no opera de modo suave, sino que da un "soquito" que se traduce en distorsión y en la generación de armónicos;

Sin embargo, diseños especiales bien hechos pueden reducir este efecto a un mínimo, y con ello los amplificadores transistorizados pueden proporcionar buenas potencias con excelente calidad de sonido.

 

Los MOSFETs

Los MOSFETS (Transistores de Efecto de Campo de Potencia MOS) o VMOS, TMOS, DMOS, NMOS, PMOS, IGFET como se llaman son transistores de efecto de campo de potencia. Estos componentes se imaginaron antes de los transistores bipolares comunes pero sólo se pueden fabricar mucho tiempo después y hoy son bastante populares. En el FET de potencia la corriente entre el drenaje y la fuente es controlada por la tensión aplicada a la compuerta.

Como las válvulas pentodo este componente no presenta la discontinuidad que caracteriza el transistor bipolar y por eso es considerado un componente mejor para la amplificación de sonido. De hecho, muchos amplificadores que usan FETs de potencia tienen tasas de distorsión mucho menores que los equivalentes que usan transistores bipolares.

 

LAS DIFERENCIAS FINALES

Pero, ¿cuál de los componentes arriba indicados es mejor para un amplificador de audio de alta calidad? Haciendo una comparación podemos dar los puntos positivos y los negativos de cada uno y el juicio final queda por cuenta del lector, pues él también depende de las necesidades de cada uno y ellas pueden ser diferentes.

 

VÁLVULAS

   a) Ventajas:

      * Menor distorsión

   

b) Desventajas:

      * Necesidad de operar con altas tensiones

      * Necesidad de utilizar transformadores pesados

      * Las válvulas propias para estos equipos son muy caras

      * La válvula trabaja caliente y una buena parte de la energía consumida por el equipo es para calentarla. Una parte pequeña sólo se convierte en sonido.

      * Las válvulas son sensibles a las vibraciones

 

TRANSISTORES BIPOLARES

a) Ventajas

      * Son baratos

      * Pueden proporcionar potencias altas a bajo costo

      * No necesitan ser calentados - el rendimiento del circuito es bueno convirtiendo una buena parte de la energía consumida en sonido.

      * No necesitan transformadores en sus circuitos

     

b) Desventajas:

      * Distorsión por el efecto del Crossover (cruce)

      * Fragilidad: cuando operan con alta tensión y alta corriente los transistores, debido a lo que se llama segunda ruptura (second breakdown) pueden quemarse con facilidad.

      * Deriva térmica - cualquier desequilibrio en el circuito causa calentamiento excesivo y quema.

 

MOSFETES DE POTENCIA

a) Ventajas: * Poseen características similares a las válvulas con baja distorsión

       * Tienen alto rendimiento convirtiendo la mayor parte de la energía consumida en sonido.

       * No necesitan ser calentados

       * No necesitan pesados ??transformadores en sus circuitos.

       * Costo relativamente bajo.

       * Pueden operar con potencias muy altas.

      

b) Desventajas:

       * Elevada capacitancia de entrada que limita su respuesta de frecuencia.

     

CONCLUSIÓN

Incluso los transistores se pueden utilizar en amplificadores de varias formas o "clases". Estas clases pueden resultar en sonidos y rendimientos diferentes que los oídos más sensibles pueden percibir.

La diferencia entre los diversos tipos de amplificadores es todavía algo que causa muchas discusiones entre los entendidos habiendo aquellos que, cuando encuentran un amplificador mal, llegan a decir que produce "sonido de transistores". Sin embargo, amplificadores que utilizan nuevas configuraciones como las de clase D o incluso PWM pueden resultar en sonidos tan buenos como los mejores equipos a válvulas lo que significa que la competencia es grande.

En la mayoría de los casos, los adeptos de la válvula no abandonaron este componente, que ya no se encuentra en aparatos modernos como radios, ordenadores, televisores (excepto por el TRC) y otros. Estos mismos adeptos están desarrollando incluso en los días de hoy nuevas tecnologías de válvulas que aparecen en amplificadores de altísima calidad (y altísimo costo!) Que se pueden ver anunciados en revistas especializadas. En una de estas revistas hace algún tiempo, constatamos la existencia de un amplificador de unos 40 vatios (20 por canal) usando válvulas con electrodos (rejas, ánodo y cátodo) revestidos de oro a un precio que supera los 10.000 dólares!

En fin, si el lector desea tener algo diferente, pensar como un conocedor de sonido, debe estar atento a las diferencias y no comprar un equipo sólo por los "Watts" que él puede dar de salida. Alta fidelidad y calidad de sonido es mucho más que eso. .

 

 

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