Un amplificador, también conocido informalmente como amp, es un dispositivo electrónico diseñado para aumentar la magnitud de una señal, ya sea un voltaje o una corriente que varía en el tiempo. Básicamente, es un circuito electrónico de dos puertos que utiliza energía de una fuente de alimentación para incrementar la amplitud de la señal aplicada en sus terminales de entrada, produciendo una señal proporcionalmente mayor en su salida.
Cómo Funciona la Amplificación
La cantidad de amplificación proporcionada por un dispositivo se mide a través de su ganancia, que es la relación entre el voltaje, la corriente o la potencia de salida respecto a la entrada. Por definición, un amplificador es un circuito que posee una ganancia de potencia superior a uno.
Categorías de Amplificadores
Los amplificadores pueden clasificarse de diversas maneras, principalmente por la frecuencia de la señal que procesan:
- Amplificadores de Audio: Amplifican señales con frecuencias inferiores a 20 kHz.
- Amplificadores de Radiofrecuencia (RF): Operan en el rango entre 20 kHz y 300 GHz.
- Amplificadores de Instrumentación y Servo: Pueden trabajar con frecuencias muy bajas, llegando incluso a la corriente continua (DC).
También se pueden categorizar por su posición en la cadena de señal, como los preamplificadores (que preceden a otras etapas de procesamiento) y los amplificadores de potencia (utilizados al final para proporcionar la energía necesaria para el uso final de la señal).
Historia y Evolución
La necesidad de amplificar señales surgió con el desarrollo de la telefonía a finales del siglo XIX. Inicialmente, se utilizaban relés en la telegrafía para regenerar la energía disipada. Sin embargo, la telefonía requirió soluciones más sofisticadas.
El primer dispositivo eléctrico práctico capaz de amplificar fue el triodo de vacío, inventado en 1906 por Lee de Forest. Esto permitió la creación de los primeros amplificadores alrededor de 1912. Durante décadas, los tubos de vacío fueron la tecnología dominante, permitiendo el avance de la radio, la televisión, el radar y las primeras computadoras.
A partir de los años 60 y 70, los transistores reemplazaron mayoritariamente a los tubos de vacío debido a su eficiencia y tamaño. Aunque hoy en día la mayoría de los amplificadores utilizan transistores, los tubos de vacío siguen siendo valorados en algunas aplicaciones específicas, especialmente en el audio de alta fidelidad.
Avances Teóricos y Control de Distorsión
Muchos de los fundamentos matemáticos de la amplificación fueron desarrollados en los Laboratorios Bell entre 1920 y 1940. Un hito fundamental fue el desarrollo de la retroalimentación negativa por Harold Black en 1934, lo que permitió reducir drásticamente los niveles de distorsión, aunque a costa de una menor ganancia.