Amplificador Darlington

Resumen

This document will detail the operation of the amplifiers and amplifiers cascaded darlintg. Their characteristics and working demo and calculating way.

OBJETIVOS

• 1. Diseñar

Marco teórico

II-I. AMPLIFICADORES DARLINTONG.

El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una alta ganancia de corriente. Está compuesto internamente por dos transistores bipolares que se conectan es cascada. Ver la figura.

Figura 1. Esquema amplificador Darlington

El transistor Darlington y su estructura interna – Electrónica .El transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2.La ecuación de ganancia de un transistor típico es: IE= ß x IB (Corriente de colector es igual a beta por la corriente de base).

Entonces analizando el gráfico:

Como se ve es una ganancia muy grande. En la realidad la ganancia es menor.

Se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas.

Muy importante: La caída de tensión entre la base y el emisor del transistor Darlington es 1.4 voltios que resulta de la suma de las caídas de tensión de base a emisor del primer transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base a emisor del segundo transistor B2 y E2 (0.7 voltios).

II-II. AMPLIFICADORES EN CASCADA.

Un amplificador en cascada es un amplificador construido a partir de una serie de amplificadores, donde cada amplificador envía su salida a la entrada del amplificador al lado de una cadena

Una conexión entre etapas de amplificador es la conexión en cascada. Básicamente una conexión en cascada es aquella en la cual la salida de una etapa se conecta a la entrada de la segunda etapa.

Figura 2 .Circuito de una configuración en cascada.

Figura 3 .Circuito de una configuración en cascada Ca.

Donde

3)

Figura43. Circuitos en señales pequeñas.

Mientras que la ganancia del voltaje puede calcularse

La ganancia de corriente puede obtenerse simplemente:

Aquí observamos que Ai depende de Av ,por lo que ahora calculamos Ai que sea independiente del calculo de Av.

En los cuales podemos usar las siguientes configuraciones de amplificadores en BJT y FET según sea la necesidad de amplificación que se necesite.

Amplificador en emisor común con resistencia de emisor

Vamos analizar ahora el caso en que tengamos un amplificador en emisor común con la resistencia de emisor sin desacoplar, es decir, sin colocar el condensador C3 en paralelo con RE. De esta forma comprobaremos como esta resistencia aparece en el circuito de pequeña señal haciendo que la ganancia del amplificador disminuya, lo que justificaría la conveniencia de colocar el condensador C3.

Figura 5. Amplificador en emisor común con resistencia de emisor.

Figura 6 . Circuito equivalente en AC del circuito

Con lo que, sustituyendo el transistor por su modelo simplificado el circuito que nos queda es:

Figura7. – Circuito de pequeña señal para amplificador en E-C con RE sin desacoplar..

Amplificador en colector común.

Figura 8. Circuito amplificador con BJT en Colector Común.

Para obtener el circuito equivalente de alterna, al igual que en los casos anteriores, cortocircuitamos las fuentes de tensión de continua y los condensadores. En el circuito resultante, sustituiremos el transistor por su modelo en parámetros híbridos (recordar que siempre utilizaremos el modelo en parámetros de emisor común con independencia de la configuración del transistor. Para ello, vamos a redibujar el circuito en parámetros h del transistor para que quede con la base a la izquierda, el emisor a la derecha y el colector abajo.

Figura9. – Circuito equivalente en AC del circuito

El circuito resultante es el que tendremos que analizar y resolver para obtener las tensiones y corrientes incrementales (o de alterna).

Figura10. Circuito equivalente de pequeña señal con el modelo simplificado

Una tabla de resumen .

DESARROLLO

Cálculos de la práctica

• I. DESARROLLO

Figura11. Circuito cascada

Etapa del cálculo de los amplificadores emisor común y surce común

CÁLCULO DE GANANCIAS

CÁLCULOS DE LOS CONDENSADORES

ANÁLISIS EN CORRIENTE CONTINUA:

POLARIZACIÓN

MÁXIMA DINÁMICA Y RECTA DE CARGA

ANÁLISIS EN CORRIENTE ALTERNA:

CÁLCULO DE GANANCIAS

CÁLCULOS DE LOS CONDENSADORES

Simulaciones

• A) AMPLIFICADOR DARLINGTON

Figura12 . Ganancia en dB del Amplificador Darlington (simulado)

Figura12 . Desfase del Amplificador Darlington (simulado):

Figura12 . Ganancia del Amplificador Darlington (simulado)

Figura12 . Señal de entrada y salida amplificador Darlington f=100hz (simulado)

Figura13 . Señal de entrada y salida amplificador Darlington f=500hz (simulado)

Figura12 . Señal de entrada y salida amplificador Darlington f=10khz (simulado)

Figura15. Señal de entrada y salida amplificador Darlington f=100hz (medido)

Figura16. Señal de entrada y salida amplificador Darlington f5100hz (medido)

Figura17. Señal de entrada y salida amplificador Darlington f510Khz (medido)

Figura18 .diagram,a de bode

Figura20 . Diagramas de bode de fase y de magnitud

AMPLIFICADOR CASCADA DE TRES ETAPAS

Figura22 . simulados en las frecuencias de 100-500 -10khz

Figura23. Diagrama fase

Figura23. Diagrama magnitud

Figura24. Diagrama fase

Figura28. Diagrama magnitud

Figura29. Diagrama magnitud

Figur . Circuito ganancia a los 100hz

Figur . Circuito ganancia a los 500hz

Figur . Circuito ganancia a los 10khz

Figur . Circuito cascada ganancia en magnitud

Conclusiones y recomendaciones

Los amplificadores en cascada son el acoplo de de las configuraciones de de amplificadores sean BJT o FET.

Para el éxito del acoplo y buen calculo del amplificador en cascada esta en mi caso en el calculo desde la carga hacia el amplificador q se encuentra en el ingreso

Todos los amplificadores tienen un limite de amplificación ya sea por su fabricación o limite de operación por eso hemos acoplado un amplificador en colector común y después en conexión surce común aun emisor común

Bibliografía

[1] R.Boylestad ,L.Nashelsky, Electrónica : teoría de circuitos y dispositivos electrónicos .8va edición. PearsonEducation

Autor:

Jaime Gustavo Huilca.

Ingeniería Electrónica / Universidad Politécnica Salesiana