Proyecto educativo: Mini amplificador Clase AB (Complementary Symmetry)
Objetivo: Amplificar señal nivel línea (móvil, MP3, PC) para mover **altavoz coche 6" (4-8Ω)** o auriculares alta impedancia. Clase AB: Buena fidelidad, eficiencia ~50%, componentes discretos comprensibles. NO para uso permanente sin disipadores / fuente adecuada.
Componentes (Lista compra)
- Batería 12V (plomo 7Ah / LiFePO4 12V / Fuente conmutada 12V 5A)
- Módulo entrada audio: Jack 3.5mm estéreo hembra PCB + potenciómetro volumen 10kΩ log (A) + condensador acoplamiento 4.7µF/25V x2 (L/R). O usa placa "Audio Amp Input Board" barata.
- Transistores: **1x NPN Potencia (TIP31C, 2N3055, MJE3055)** + **1x PNP Potencia (TIP32C, MJE2955, MJE15031)**. Pareja complementaria. TO-220.
- Resistencias: 2x 1kΩ 1/4W (Base), 2x 0.22Ω 5W (Emisor - degeneración térmica), 1x 10kΩ (Bias).
- Diodos: 2x 1N4007 (Bias Vbe multiplier / string diodos).
- Condensadores: 2x 470µF/25V (Salida acoplamiento - ¡GRANDES para graves!), 2x 4.7µF/25V (Entrada), 1x 1000µF/25V (Desacople fuente cerca transistores).
- Altavoz: 6" coche 4-8Ω (woofer medio).
- PCB perforada / Stripboard (Veroboard) + Alambre esmaltado 0.6mm / Cable 0.5mm².
- Soldador, estaño, pinzas, multímetro, disipadores TO-220 (2x grandes, 5-10°C/W), pasta térmica, tornillos M3.
Esquema simplificado (Texto - Dibuja en papel antes)
Entrada L/R → C_acop (4.7µF) → Potenciómetro Vol (10k Log) → Centro pot → R_Base (1k) → Base NPN (Q1)
→ R_Base (1k) → Base PNP (Q2)
Bias: V+ → R_Bias (10k) → D1 (1N4007) → D2 (1N4007) → GND. Unión D1-D2 → Bases Q1/Q2 (via R 1k).
Emisor Q1 (NPN) → R_Emisor (0.22Ω) → Salida + Altavoz
Emisor Q2 (PNP) → R_Emisor (0.22Ω) → Salida - Altavoz (GND)
Colector Q1 → V+ (12V). Colector Q2 → GND.
C_Salida (470µF) en serie con altavoz (bloquea DC). O puente H (sin capacitor) si fuente dual ±12V.
Desacople: 1000µF entre V+ y GND cerca transistores.
Montaje paso a paso (Stripboard recomendado)
- Corta 6 segmentos cable 10cm. Pela 1cm extremos.
- Suela componentes en stripboard según esquema. Corta pistas cobre donde haga falta (cortapistas / broca 3mm a mano).
- Monta transistores EN DISIPADORES PRIMERO: Pasta térmica, tornillo M3, arandela mica/aislante (si disipador conectado a GND/V+). Verifica aislamiento colector-disipador (multímetro Ω = OL).
- Cablea: Colectores → V+/GND (cable grueso 1.5mm²). Emisores → R_Emisor 0.22Ω 5W (montadas en disipador o PCB) → Punto salida común.
- Bias: Solda string 2x 1N4007 + R_Bias 10k entre V+ y GND. Conecta unión diodos a bases via R_Base 1k.
- Entrada: Jack 3.5mm → C_acop 4.7µF → Potenciómetro 10k Log → Centro → R_Base 1k → Bases.
- Salida: Punto común emisores → C_Salida 470µF (+ hacia altavoz) → Bornes altavoz. Otro borne altavoz → GND.
- Desacople: 1000µF V+ a GND cerca transistores.
- Revisa TODAS soldaduras (lupa), continuidad, sin cortos V+/GND.
Test y ajuste
- Conecta batería 12V (polaridad correcta). Multímetro VDC en salida (antes C_salida): Debe ser ~6V (mitad Vcc). Ajusta R_Bias si no.
- Conecta generador señal (móvil + app generador tono 1kHz -20dB). Osciloscopio en salida: Senoidal limpia.
- Conecta altavoz. Sube volumen. Escucha. Mide temp disipadores (mano: <50°C OK).
- Si distorsiona en picos: Batería débil / C_salida pequeña / Bias bajo. Sube bias (baja R_Bias) con cuidado (sube corriente reposo).
Limitaciones y evolución
- Capacitor salida 470µF forma filtro pasa-alto con altavoz 8Ω: fc = 1/(2πRC) ≈ 42Hz. En 4Ω → 84Hz (pierde graves). Solución: Fuente dual ±12V (sin capacitor) o capacitor 2200µF+.
- Clase AB discreta = curva aprendizaje. Siguiente paso: **Módulo Clase D (TPA3116, TPA3255, Hypex)** = 90% eficiencia, tamaño moneda, sonido pro, 10€. Kit PCB + módulo = proyecto fin de semana real.
Seguridad
12V batería = corriente alta (cortocircuito = incendio/explosión). **Fusible 5-10A EN SERIE con + batería, CERCA batería.** Sin fusible = peligro. Ventilación disipadores. No toques partes vivas.
