CONEXIÓN DARLINGTON Prof.: Marvin Hernández C.. INTRODUCCION Conexión de 2 transistores BJT para...

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CONEXIÓN DARLINGTON

Prof.: Marvin Hernández C.

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INTRODUCCION

Conexión de 2 transistores BJT para operar como un solo transistor con una “superbeta”.

QDQ1

Q2

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INTRODUCCION

La conexión Darlington actúa como un transistor compuesto, con una ganancia de corriente (β) que es producto de los β`s de los transistores individuales:

βD = β1 β2

βD : β de la conexión Darlington.

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INTRODUCCION

Si β1 = β2 = β, la conexión Darlington daría una ganancia de corriente de:

βD = β2

Por lo general la ganancia de corriente en este tipo de configuración es de unos miles.

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TRANSISTOR DARLINGTON ENCAPSULADO

Contiene 2 BJTs conectados internamente como un transistor Darlington.

El dispositivo tiene 3 terminales (base, emisor y colector).

Cuenta con una muy alta ganancia de corriente en comparación a otros transistores simples comunes.

Es comercial.

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TRANSISTOR DARLINGTON ENCAPSULADO

Valor comercial: transistor 2N999. Este es un transistor N-P-N de silicio conectado en Darlington.

Hoja de Datos:Parámetro Condiciones de

PruebaMin. Máx.

VBE IC = 100 mA - 1.8 V

hfe(βD) IC = 10 mAIC = 100 mA

4000 -7000 70000

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POLARIZACION EN DC DE UN CIRCUITO DARLINGTON

IC

IB

IE

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POLARIZACION EN DC DE UN CIRCUITO DARLINGTON Haciendo LVK a la malla Colector-Base, obtengo el valor de IB

Puesto que el valor βD y VBE es bastante grande como se indicó en la hoja de datos, se obtiene el valor de IE como sigue:

Los voltajes en DC serían:

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CIRCUITO EQUIVALENTE DE AC

Circuito emisor-seguidor Darlington. La señal de ac de entrada se aplica a la base del transistor Darlington mediante el capacitor C1, mientras que la salida de ac, Vo, se obtiene del emisor a través del capacitor C2.

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El transistor Darlington se sustituye por un circuito equivalente compuesto por una resistencia de entrada, ri, y por una fuente de corriente de salida, βDIb

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IMPEDANCIA DE ENTRADA DE AC

Sustituyendo Sustituyendo VVoo en la ecuación de en la ecuación de IIbb se obtiene que:se obtiene que:

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GANANCIA DE CORRIENTE DE AC

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IMPEDANCIA DE SALIDA DE AC Se puede determinar la impedancia de salida para el circuito

de ac que se muestra en la siguiente figura:

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).

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IMPEDANCIA DE SALIDA DE AC Al poner Vs en 0V se tiene el siguiente circuito:

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IMPEDANCIA DE SALIDA DE AC

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GANANCIA DE VOLTAJE DE AC La ganancia de voltaje ac del circuito, se puede determinar

mediante el siguiente circuito equivalente de ac.

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GANANCIA DE VOLTAJE DE AC

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Ejemplos

Calcular los voltajes de polarización de dc del siguiente circuito, así como su impedancia de entrada, salida, ganancia de voltaje y de corriente.

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Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y de

un descompresor TIFF (sin comprimir).

Ejemplo 12.9 Boylestad-Nashelsky

Bd=6000

Vbe=1.6V

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Cálculo de los voltajes de polarización

Utilizando las ecuaciones encontradas anteriormente,

Ib (Vcc Vbe ) /(Rb BdRe )

Ib = (16 – 1.6) / (2.4M + 6000 (510 ) = 2.6373 μA

I e (Bd 1)I b

I e (6001)(2.6373A) 15.82mA

Ve I eRe 8.07V

Vb Ve Vbe

Vb 9.6716V

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Análisis en ACPrimero se encuentra la resistencia dinamica Ri,

Re 26mV / Ie

Bre ri

ri 9.860k

Y se substituyen los valores en el modelo hibrido,

Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y de

un descompresor TIFF (sin comprimir).

Donde,

Rb=2.4Mohm

Re=510ohm

Bd=6000

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Análisis en AC

Luego, haciendo uso de las fórmulas encontradas en las diapositivas pasadas,

Z i Rb || (ri BdRe )

Z i 2.4M || (9.86k 6000(510))

Z i 1.3470M

Zo Re || ri ||Ri

Bd

Z0 9.860k

60001.6433

AI BdRb

Rb BdRe

6000(2.4M)

2.4M 6000(510)2637

Av Re BdRe

Ri (Re BdRe )

510 6000(510)

9.86k (510 6000(510))0.9967

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Ejemplo #2. Amplificador tipo Darlington

Tenemos los siguientes datos:

RL= 100 ΩVcc= 20 VRe= 10 ΩRB1= 68k Ω

Para T2:hfe2= 100rb2= 12 ΩRB2= 1k ΩVRB2= 1.5V

Para T2:hfe1= 120rb1= 100 Ω

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Ejemplo #2. Amplificador tipo Darlington

Valor maximo de Ic ~ 20V/(RL+Re)= 180mA, entonces Ic2 debe ser almenos de 90mA.

Entonces hie2 = rb2 + (hfe2+1)Re, pero (hfe2+1)Re = hfe2/gm2 = 100/3.6 = 28 Ω.Y asi, hie2 = 40 Ω.

La resistencia de entrada de T2: hie2+ (hfe2+1)Re=40+(101)10=1050 Ω.Req = 1.05k ×1k/2.05k = 512 Ω.

Corriente promedio de la base de T2: Ic2/β2= 90mA/100= 0.9mA.Asumiendo Vbe= 0.6V, y VRe= Ie2 ×Re= 0.09A(10 Ω)= 0.9V, el voltaje enRB2= 1.5V e IRB2= 1.5V/1k= 1.5 mA.

La corriente en el emisor T1: IRB2+IB2= 1.5+0.9= 2.4mA y la corriente enla base de T1: IE1/hfe1= 2.4mA/120= 20μA.