Un amplificador acoplado directamente [1] o amplificador de CC es un tipo de amplificador en el que la salida de una etapa del amplificador está acoplada a la entrada de la siguiente etapa de tal manera que permite que las señales con frecuencia cero , también conocidas como corriente continua , pasen de la entrada a la salida. Esta es una aplicación del acoplamiento directo más general . Fue inventado por Harold J Paz y Francis P. Keiper Jr. en 1955. Reemplazó al amplificador de tubo de vacío de triodo diseñado por Lee de Forest . Casi todos los diseños de circuitos de tubo de vacío ahora se reemplazan con el diseño de circuitos de transistores acoplados directamente. Es el primer diseño de amplificador de transistores que no incluía condensadores de acoplamiento. El amplificador acoplado directamente permitió construir circuitos analógicos más pequeños con la eliminación de los condensadores de acoplamiento y eliminó la limitación de frecuencia más baja que depende de los condensadores.
Paz comenzó su carrera en Bell Labs como pasante desde diciembre de 1950 hasta abril de 1952 como asistente de ingeniería. Paz trabajó en la prueba de varios parámetros de transistores, como el tiempo de subida, la constante de tiempo RC y el coeficiente alfa, para determinar sus efectos en el diseño de un circuito de transistores. Luego trabajó en RCA como pasante de ingeniería durante el verano desde junio de 1953 hasta septiembre de 1953. Paz fue asignado para determinar los efectos de varias variables en el factor de ruido de un transistor en varias frecuencias de radio. Fue el resultado de esta investigación que Paz diseñó el primer micrófono inalámbrico basado en transistores, llamado Phantom. RCA se interesó en el diseño de Paz e hizo que su subsidiaria National Broadcasting Company conociera el nuevo micrófono. RCA decidió presentar la patente US2,810,110 para el micrófono el 16 de julio de 1954 y se le concedió el 15 de octubre de 1957. El diseño se utilizó para el micrófono inalámbrico ND-433 que NBC utilizó en 1955.
En junio de 1954, Paz aceptó un puesto de ingeniería en Philco y fue asignado al Grupo de Ingeniería de Productos de Transistores para estudiar la teoría de funcionamiento de los circuitos de conmutación acoplados directamente de R. Brown. El circuito de conmutación utilizaba una resistencia por transistor, lo que fue revolucionario en ese momento por su bajo número de componentes. Los transistores se usaban principalmente como un dispositivo digital de encendido y apagado que sería beneficioso para hacer una computadora digital de estado sólido. Fue después de comprender la teoría de los circuitos de conmutación que Paz inventó el "Triplet" acoplado directamente, que es un amplificador lineal de tres etapas que utiliza solo una resistencia por etapa de amplificación del transistor. Fue durante este tiempo que Paz conoció a Robert Noyce , quien también estaba en el Departamento de Investigación de Transistores. El amplificador acoplado directamente influyó en el desarrollo del amplificador operacional uA709 de Fairchild por Bob Widlar , que Noyce conocía porque era uno de los fundadores de Fairchild Semiconductors .
El amplificador acoplado directamente también es la base del audífono Mark I de Philco, que utilizaba el circuito construido con transistores de aleación de silicio. El audífono figuraba como Figura 5 como una aplicación del Triplet en la patente US3030586 [1]
Posteriormente, Paz volvió a trabajar en la RCA en agosto de 1955. Trabajó en el diseño de una fuente de alimentación que utilizaba pequeños transistores que podían regular y controlar una gran cantidad de energía. Esta investigación dio como resultado un nuevo circuito que Paz diseñó y que apareció en la revista académica interna de la RCA, el Industry Service Laboratory. [2] Más tarde, Paz publicó su diseño con la International Radio Engineers y presentó sus hallazgos en la convención IRE en 1957.
Paz continuó trabajando en varios diseños de amplificadores de transistores para RCA, incluido un diseño de circuito de transistores que podría usarse en la línea de productos de amplificadores montados en bastidor. Este circuito de transistores se convirtió en un ecualizador de preamplificador de transistores para tocadiscos profesionales. Paz presentó su artículo en la Convención Anual de Ingeniería de Audio de 1957. [3] Entre los productos adicionales se incluye el amplificador de potencia de transistores "híbrido", que fue el primer amplificador de 10 vatios que tenía una distorsión inferior al 0,333 % desde 30 ciclos hasta 15 000 ciclos. También era compatible para usarse con cualquier transistor de potencia RCA 2N301. El amplificador de potencia de transistores de baja distorsión se publicó en la revista Electronics Industries y Paz presentó sus hallazgos en la Convención Nacional de IRE en 1959.
El término "amplificador de CC" no se utiliza habitualmente para referirse a "amplificador de corriente continua", ya que este tipo de amplificador puede utilizarse tanto para señales de corriente continua como de corriente alterna . La respuesta de frecuencia del amplificador acoplado directamente es similar a la del filtro de paso bajo, por lo que también se lo conoce como "amplificador de paso bajo". La amplificación de CC (frecuencia cero) solo es posible mediante este amplificador, por lo que más tarde se convierte en el componente básico del amplificador diferencial y del amplificador operacional . Además, la tecnología de circuitos integrados monolíticos no permite la fabricación de grandes condensadores de acoplamiento.
Los amplificadores acoplados directamente construidos en la forma convencional de amplificadores de un solo extremo conectados en cascada sufren una deriva del voltaje de salida con el tiempo y la temperatura. En muchas aplicaciones de alta ganancia es necesario proporcionar ajustes de compensación para lidiar con la deriva. El problema de la deriva se puede superar utilizando amplificadores diferenciales . [4]
Los amplificadores acoplados directamente se utilizan en reguladores de voltaje , servoaccionamientos y otros amplificadores de instrumentación . También forman un bloque de construcción para amplificadores diferenciales y amplificadores operacionales .