Amplificador

Amplificador, dispositivo para aumentar la amplitud, o potencia, de una señal eléctrica. Se utiliza para ampliar la señal eléctrica débil captada por la antena de un receptor de radio, la emisión débil de una célula fotoeléctrica, la corriente atenuada de un circuito telefónico de larga distancia, la señal eléctrica que representa al sonido en un sistema de megafonía y para muchas otras aplicaciones. Un dispositivo de amplificación de uso muy común es el transistor. Otras formas de dispositivos amplificadores son los distintos tipos de tubos de vacío termoiónicos como el triodo, el pentodo, el klistrón y el magnetrón.

Las pequeñas variaciones en la tensión de entrada generan variaciones correspondientes, pero mucho mayores, en la tensión de salida. El coeficiente de estos cambios de tensión se denomina factor de amplificación. Cuando el factor de amplificación supera una determinada cantidad en un tubo termoiónico, la señal de salida deja de coincidir con la señal de entrada y queda distorsionado. Esta situación se mitiga haciendo funcionar el amplificador por debajo del factor de amplificación máximo. Cuando se requiere mayor amplificación de la que es posible en una misma fase de amplificación (es decir, en un transistor o en un tubo de vacío y sus circuitos asociados) se utiliza un amplificador multigradual o secuencial. La salida de una fase es utilizada como entrada por la siguiente. La amplificación de los circuitos fotoeléctricos puede incrementarse utilizando fototubos altamente sensibles, denominados fotomultiplicadores.

Los transistores han sustituido en gran medida los tubos de electrones en los dispositivos más comunes. Estos elementos semiconductores de estado sólido ofrecen un alto factor de amplificación, funcionan sin distorsión en una amplia banda de frecuencias y pueden ser extremadamente pequeños. Utilizando técnicas de circuito integrado es posible colocar miles de amplificadores de transistor en pequeñísimas placas de silicio.

La respuesta a los impulsos de un amplificador determina su capacidad de reproducir un pulso de entrada de onda cuadrada (un tipo de señal eléctrica regular) de forma rápida y precisa; las entradas de ondas cuadradas son dirigidas hacia un amplificador para su recuento o cronometraje. La respuesta a los impulsos es importante en los circuitos informáticos digitales, la modulación por impulsos codificados y los instrumentos de radar y nucleares, es decir, dondequiera que se procesen pulsos de onda cuadrada de alta frecuencia. Por ejemplo, en un radiómetro, la frecuencia con que las partículas de radiación golpean contra un elemento sensible, como el diodo de unión de un semiconductor, es una medida de la intensidad o de la concentración de partículas. La emisión de diodo resultante puede ser una serie de impulsos que a continuación son amplificados y dirigidos hacia un transductor para poder ser vistos.

Los amplificadores con características de bajo nivel de ruido son esenciales para los satélites de comunicaciones. Las señales electromagnéticas de microondas (de frecuencia extremadamente alta) son amplificadas por dispositivos máser (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación). En lugar de amplificar corriente eléctrica el máser amplifica directamente las señales electromagnéticas.

Los amplificadores suelen clasificarse por el tipo de elementos eléctricos del circuito. Los amplificadores de acoplamiento por inductancia están conectados sobre todo por bobinas y transformadores; los de acoplamiento por capacitancia mediante condensadores, y los de acoplamiento por impedancia mediante reóstatos. Los amplificadores de acoplamiento directo están conectados sin ese tipo de componentes eléctricos, y se utilizan para alternar corrientes de muy baja frecuencia, como las que se producen en muchos ordenadores analógicos. Las demás modalidades se emplean para bandas de frecuencias amplias. Los amplificadores de audiofrecuencias funcionan entre 0 y 100.000 ciclos por segundo (hercio), o 100 kilohercios (kHz). Los amplificadores de banda intermedia sirven para las frecuencias entre 400 kHz y 5 millones de Hz, y así sucesivamente.