¿Qué es un amplificador de clase D?

Frecuentemente denominado amplificador digital, el amplificador de clase D es un dispositivo electrónico que aumenta el tamaño de las señales eléctricas. Lo que distingue al amplificador de clase D de otros tipos de amplificadores es su diseño, que compensa el riesgo de una mayor distorsión por un nivel muy alto de eficiencia, lo que le permite ser más pequeño y ligero que otros amplificadores. Los amplificadores de clase D se usan más comúnmente como amplificadores de altavoces en aplicaciones de audio y son especialmente populares en situaciones donde el costo o el tamaño es un factor importante.

Los amplificadores de altavoces típicos usan al menos un transistor, una pequeña parte electrónica con tres cables, que generalmente está hecha de silicio, o chips de circuito integrado (IC) que contienen transistores. Una alimentación de potencia constante entra en su "colector", mientras que una pequeña señal de nivel de línea se alimenta a su "base". La señal base controla la cantidad de energía del colector que pasa al "emisor", el cable del que proviene la señal amplificada. Los diseños de clase A, clase B e híbridos de clase AB consumen constantemente energía para el colector, lo necesite o no. Esto tiende a hacerlos muy ineficientes, y las altas cantidades de energía no utilizada se convierten en calor, que el amplificador se disipa a través de disipadores de calor grandes y voluminosos. El diseño de un amplificador de clase D elimina gran parte de esta ineficiencia.

Los amplificadores de clase D todavía usan transistores o chips IC, pero en lugar de simplemente hacer que la señal de la base sea más grande con la potencia del colector, usan la señal de la base para encender y apagar el colector. Por ejemplo, para crear un bajo nivel de luz en una habitación sin un interruptor de luz, en teoría, el interruptor de luz podría encenderse y apagarse varias veces por segundo, haciendo que el ojo registre una luz que es más tenue que una bombilla completamente iluminada. Los amplificadores de clase D funcionan según el mismo principio, y cuando están "apagados", esencialmente no consumen energía.

El nombre incorrecto "amplificador digital" se aplica a muchos componentes de amplificadores de clase D porque los pulsos cortos que usan podrían provenir de una fuente digital. Por otro lado, también pueden amplificar señales analógicas. De hecho, el diseño del amplificador clase D es anterior a la tecnología de audio digital.

Cuando se introdujeron por primera vez, los amplificadores de clase D hicieron una serie de compromisos en la calidad del sonido para lograr niveles de salida de alta potencia de un componente pequeño y económico. Debido a esta limitación, primero ganaron popularidad en aplicaciones como amplificadores de subwoofer donde el tipo de distorsión que el diseño creó fue más difícil de escuchar. A medida que la tecnología se volvió más refinada y la calidad del sonido mejoró, se expandieron a equipos de audio de bajo costo para el consumidor, así como a equipos portátiles, que requirieron un bajo consumo de energía para maximizar la vida útil de la batería. En la segunda década del siglo XXI, los amplificadores de clase D se habían perfeccionado hasta el punto de que comenzaron a utilizarse en aplicaciones de audio profesionales, así como en equipos estéreo de muy alta calidad y grado audiófilo.