conexión darlington transistor
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Conexión darlington transistorTRANSCRIPT
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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.