CONEXIÓN DARLINGTON

Prof.: Marvin Hernández C.

INTRODUCCION

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

QDQ1

Q2

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.

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.

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.

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

POLARIZACION EN DC DE UN CIRCUITO DARLINGTON

IC

IB

IE

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:

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.

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

IMPEDANCIA DE ENTRADA DE AC

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

GANANCIA DE CORRIENTE DE AC

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).

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

IMPEDANCIA DE SALIDA DE AC

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

mediante el siguiente circuito equivalente de ac.

GANANCIA DE VOLTAJE DE AC

Ejemplos

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

Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y de

un descompresor TIFF (sin comprimir).

Ejemplo 12.9 Boylestad-Nashelsky

Bd=6000

Vbe=1.6V

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

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

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

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

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.