Con el propósito de estar a la vanguardia en nuevas tecnologías de circuitos integrados, un investigador de la Facultad de Ciencias de la Electrónica (FCE) de la BUAP desarrolló un amplificador de voltaje con características robustas, que permite un ahorro de energía en aparatos electrónicos, el cual ha sido patentado ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
“Conforme ha evolucionado la tecnología para la manufactura de circuitos, ahora es más complicado fabricar amplificadores, debido a que se usan materiales más pequeños y delgados que provocan que las características de los mismos no sean tan buenas y sean menos robustas. Es decir, menos confiables para los requerimientos de la industria”, explicó Víctor Rodolfo González Díaz, responsable del Laboratorio de Diseño y Caracterización de Circuitos y Sistemas de la FCE.
Por ello, buscó una mejora de los dispositivos, a partir de una nueva arquitectura, la cual está conformada por tres etapas en serie de amplificadores que utilizan una estrategia de ampliación mediante múltiples trayectorias.
“Lo que hicimos fue predecir el comportamiento del amplificador por medio de las rutas que sigue la señal analógica hacia la salida; de esta forma, logramos tener un desempeño muy bueno, sin el uso de elementos pasivos como los resistores”, afirmó.
Esto quiere decir que una vez que se han eliminado los resistores en el proceso de manufactura, el amplificador está hecho principalmente por transistores y elementos capacitivos que aumentan considerablemente la confiabilidad requerida en la industria y reducen los costos de fabricación.
González Díaz, doctor en Diseño de Circuitos Integrados por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, comentó que este amplificador es capaz de consumir hasta un miliwatt al momento de procesar señales de audio y video, a diferencia de un amplificador tradicional que al realizar las mismas funciones consume aproximadamente 100 miliwatts de potencia, por lo que se consiguió una reducción de energía de 99 miliwatts, lo que se refleja en un mejor rendimiento de la batería de los dispositivos en los que se use.
Los amplificadores de voltaje son un elemento fundamental en cualquier circuito electrónico, debido a que son utilizados dentro de los convertidores analógico-digitales, incluso para llevar las señales fuera de los circuitos integrados.
“En electrónica estas señales son de una amplitud muy pequeña y para que puedan ser procesadas se necesita un amplificador de voltaje; por ejemplo, supongamos que en un celular tengo una señal con un valor del orden de diez mili (1e-3) volts, la cual quiero magnificar para escucharla en unos audífonos o transmitirla a otro teléfono, para ello es necesario amplificar la señal y esa es la función directa de estos dispositivos”, detalló.
A nivel industrial, comentó el investigador, los circuitos integrados se encuentran en cualquier aparato electrónico como celulares y computadoras -entre muchos otros- y estos a su vez se ocupan en casi todas las aplicaciones de un amplificador de voltaje.
Gracias a su factibilidad y aplicación, a mediados del 2016 el IMPI le otorgó a la BUAP el título de patente de este invento denominado “Etapa de salida AB para amplificadores operacionales”, con el número 341693.
