conexión darlington transistor
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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.
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