monografia darlington

AMPLIFICADOR DARLINGTON

Características:

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.
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= β xIB (Corriente de colector es igual a beta por la corriente de base).
Entonces analizando el gráfico:
- Ecuación del primer transistor es: IE1 = β1 x IB1 (1),
- Ecuación del segundo transistor es: IE2 = β2 x IB2 (2)
Observando el gráfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma que la corriente de base del transistor T2.
Entonces IE1 = IB2 (3)
Entonces utilizando la ecuación (2) y laecuación (3) se obtiene:
IE2 = β2 x IB2 = β2 x IE1
Reemplazando en la ecuación anterior el valor de IE1 (de ecuación (1)) se obtiene la ecuación final de ganancia del transistor Darlington.
IE2 = β2 x β1 x IB1
Como se puede deducir, este amplificador tiene una ganancia mucho mayor que la de un transistor corriente, pues aprovecha la ganancia de los dos transistores (las ganancias semultiplican).
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).
Elamplificador Darlington a la salida disminuye la impedancia y esto conlleva a que la corriente y la tensión sean más altas.

EJERCICIOS RESUELTOS

1) Hallar los puntos de reposo. Hallar la Av, Ai, Zi y Zo. Hfe= 50. Transistores de silicio.



Análisis en DC:







Análisis en AC:




Hallamos primero:
Hie1 = hfe(VT/Ic1) = 304.1KΩHie2 = hfe(VT/Ic1) = 6.1KΩ
a) Ganancia de Voltaje:


Para necesitamos hacer una transformación de fuente:



Finalmente reemplazando valores:
AV = - 1.78
Ahora hallemos Ai:
Del circuito original, como Ib1 es la corriente que pasa por Rg entonces Ig = Ib1
b) Ganancia de Corriente:




Finalmente reemplazando valores:
Ai = -1111.1
c) Impedancia de entrada:



d) Impedancia desalida:



2) Determinar el valor de R sabiendo que:
Vce2= 6v, β1 = β2 = 40


De la malla:









3) Hallar los puntos de reposo, Av, Ai y Zi. VBE1= VBE2= 0.6V β=100 Q1 = Q2


Análisis en DC:





En la malla:














Análisis en AC:


Reflejado:

a) Ganancia de Voltaje:

Hallamos:


Finalmente reemplazamos datos:



b)Ganancia de Corriente:




c) Impedancia de entrada:


d) Impedancia de salida:


4) Hallar los puntos de reposo. Hallar Av, Ai, Zi y Zo. Hfe1= Hfe2= 100. Vbe= 0.7V


Analisis en DC:


Análisis en AC:

De la figura anterior se tiene lo siguiente

Hallando re1 y re2

Encontrando la relación i3 a ib1



Hallando Ii = if


Hay que tomar en cuenta que:


El voltaje deentrada Vg es:


Hallando la impedancia de entrada Zi:



Hallando io


El voltaje de salida es:


Hallando la ganancia de voltaje Av


Hallando la ganancia de corriente Ai



Hallando la impedancia de salida Zo:
Volvemos a graficar el circuito colocado una fuente Vo en la salida, haciendo corto en Vg y retirando la resistencia de carga RL:



De la figura anterior setiene las siguientes ecuaciones:





5) Hallar los puntos de reposo. Hallar Av, Ai, Zi y Zo para β=60 Transistores de silicio.

Análisis en DC:



Análisis en AC:



Reflejado:

Hallamos:

a) Ganancia de Voltaje



b) Ganancia de corriente:




c) Impedancia de entrada:


d) Impedancia de salida:


6) Hallar los puntos de reposo. Hallar Av, Ai, Zi y Zo. β = 100...