Amplificadores Darlington
Enviado por Jorge Tello • 3 de Febrero de 2016 • Tareas • 2.630 Palabras (11 Páginas) • 532 Visitas
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA
Ingeniería Mecatrónica
ELECTRÓNICA ANALÓGICA
Exposición 3
Amplificador Darlington
EQUIPO NO. 3
Jesús Alan Domínguez Núñez 10130782
Diego Pámanes González 11130097
Daniel Felipe Morales Cruz 11130161
RESPONSABLE DEL EQUIPO:
Jorge Luis Tello Salas 11130112
FECHA DE ENTREGA: Domingo 5 de mayo de 2013
Configuración Darlington
La configuración (originalmente realizada con dos transistores separados) fue inventada por el ingeniero de los Laboratorios Bell Sidney Darlington. La idea de poner dos o tres transistores sobre un chip fue patentada por él, pero no la idea de poner un número arbitrario de transistores que originaría la idea moderna de circuito integrado.
Una conexión muy popular de dos transistores de unión bipolar para operar un transistor con “SUPERBETA” es la conexión Darlington. La principal característica de la conexión Darlington es que el transistor compuesto actúa como una unidad simple con ganancia de corriente que es producto de las ganancias de corriente de los transistores individuales. Si la conexión se realiza mediante el uso de dos transistores distintos con ganancias de corriente de β1 y β2, la conexión Darlington proporcionará una ganancia de
βD=β1β2
[pic 1]
Siendo que en la configuración Darlington se obtendrá una ganancia de
[pic 2]
La conexión Darlington de transistores proporciona un transistor que cuenta con una ganancia de corriente muy grande, por lo general de unos miles
Transistor Darlington encapsulado
Debido a la conexión Darlington es muy común, es posible obtener un encapsulado secillo que contenga a dos TBJ conectados internamente como transistor Darlington. La ganancia de corriente presentada es la total del transistor Darlington, el dispositivo de forma externa solo tiene tres terminales (base, emisor y colector). Se puede considerar a la unidad como un solo transistor Darlington que cuenta con una muy alta ganancia de corriente cuando se compra con otros transistores simples comunes
[pic 3]
[pic 4]
Se muestra un circuito básico Darlington, que cuenta con un transistor Darligton con una ganancia muy alta de corriente βd. La corriente de base puede calcularse apartir de
[pic 5]
Mientras que esta ecuación es la misma que la de un transistor regular, el valor de βd es mucho mayor y el valor de Vbe es mas grande, como se indica en los datos de la hoja de clasificaciones. La corriente del emisor entonces
[pic 6]
Los voltajes de dc son
[pic 7]
[pic 8]
Circuito Equivalente de Ac
Se muestra un circuito emisor-seguidor Darlington. La señal de ac de entrada se aplica a la base del transistor Darlington mediante el capacitor C2. Se dibuja el circuito equivalente de ac. El transitor Darlignton se sustituye por un circuito equivalente compuesto por una resistencia de entrada Rb y por una fuente de corriente de salida βbIb
[pic 9]
O también se representar
[pic 10]
Impedancia de entrada de AC
La corriente de la base a través de r1 es
[pic 11]
Debido a que
[pic 12]
Se puede utilizar
[pic 13]
Al resolver para Vd
[pic 14]
Entonces, la impedancia de entrada de nc viendo hacia la base del transistor es
[pic 15]
Y viendo hacia el circuito es
[pic 16]
Ganancia de Voltaje de AC
La ganancia de voltaje ac para el circuito, puede determinarse mediante el circuito equivalente de ac.
[pic 17]
De la que se obtiene
[pic 18]
De la forma que
[pic 19]
Se puede determinar la impedancia de salida para el circuito de ac que se muestra en la siguiente figura:
[pic 20]
La impedancia de salida vista por la carga RL se determina al aplicar un voltaje Vo y al medir la corriente Io (con la entrada Vs en cero).
Con este circuito se puede calcular la impedancia de salida
[pic 21]
[pic 22]
Aunque normalmente se considera que este es un amplificador de ganancia de tensión, dicho ampluficador puede prorporcionar altas ganancias de corriente debido a su resistencia de entrada extremadamente grande. Varias configuraciones de amplificadores con la resistencia de emisor en corto circuito tienen excelentes ganancias de tensión, pero baja resistencia de entrada, lo que redunda en una baja ganancia de corriente. Sin embargo, este amplificador proporciona no solo buena ganancia de tensión sino también excelente ganancia de corriente.
Algunos fabricantes empaquetan el par Darlington en un solo paquete con tres terminales extremas únicamente. Los pares Darlington empacados en un circuito integrado están disponibles con betas hasta 30 000
Aunque el circuito Darlington se puede ver como un solo transistor, existen algunas diferencias potenciales importantes. Una de ellas es la velocidad de operación. Cambiar la tensión a través de la unión de un transistor requiere una cantidad finita de tiempo, ya que se deben mover electrones. De hecho, conforme aumenta la capacitancia, aumenta la constante de tiempo de cualquier combinación RC y disminuye la velocidad de operación. Como el circuito Darlington tiene dos uniones base-emisor en serie una con la otra, la combinación tiende a operarde formamos lenta que un solo transistor. Para acelerar la operación, se coloca un resistor entre el emisor del primer transistor y la base del segundo. Estos resistores tienen valores típicos de varios cientos de ohms para transistores de potencia y varios miles para transistores de señal. Además como hay dos uniones base-emisor en vez de 0,7V se tiene una Vbe = 1.4 en total que equivale al doble del voltaje
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