transistores

SISTEMAS ELECTRÓNICOS
ANALÓGICOS Y DIGITALES

CONEXIONES CON VARIOS
TRANSISTORES:
1. El Amplificador Darlington
2. El Amplificador Cascodo
3. El Amplificador Diferencial

5° B – ELECTRÓNICA
2010

E.E.T Nº 460 “GUILLERMO LEHMANN”
Departamento de Electrónica

Sistemas electrónicos analógicos y digitales

1. EL AMPLIFICADOR DARLINGTON
La conexión en cascada de dos transistoresbipolares, según se muestra en la figura 1, se
denomina conexión Darlington o transistor compuesto y es utilizada cuando se desea una
ganancia de corriente elevada y además una alta impedancia de entrada en la configuración
emisor común.

Figura 1.- Conexión Darlington con transistores NPN.

Tomando como ejemplo la configuración con transistores NPN, la ganancia de corriente se
puede hallar(suponiendo que los transistores sean idénticos) de la siguiente forma:

Ai =

Io
I +I
α ⋅ I E1 α ⋅ I E 2
= C1 C 2 =
+
I B1
I B1
I B1
I B1

(1)

A continuación hallamos:

I E 2 I E 2 I B 2 I E1
2
=
⋅
⋅
= (hfe + 1) ⋅ (1) ⋅ (hfe + 1) = (hfe + 1)
I B1 I B 2 I E1 I B1
Utilizando este resultado en (1), tenemos:

Ai = α ⋅ (hfe + 1) + α ⋅ (hfe + 1) = α ⋅ (hfe + 1) ⋅ (hfe + 2) ≈hfe 2
2

Este resultado es previsible observando el circuito, a causa de que la corriente de emisor de
Q1 llega a ser la corriente de base de Q2.

1.1 IMPEDANCIA DE ENTRADA
La impedancia de entrada vista hacia la base de Q1 y el emisor de Q2 se halla fácilmente
reflejando la impedancia base-emisor (hie2) de Q2 desde el circuito de emisor de Q1 al circuito
de base de Q1, como se muestra enla figura 2.
El resultado es:

Zi = hie1 + (hfe + 1) ⋅ hie2

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Figura 2.- Uso de reflexión para determinar la impedancia de entrada de una configuración Darlington.

Sin embargo,

hie =

m ⋅ VT ⋅ (hfe + 1)
, por lo que (considerando m = 1):I EQ

Zi =

Recordando que

VT ⋅ (hfe + 1) VT ⋅ (hfe + 1)
+
I EQ1
I EQ 2

hfe1 = hfe2 y además

I EQ 2

(hfe + 1)

2

= I EQ1 obtenemos, reemplazando en la

ecuación anterior:

Zi = 2 ⋅ (hfe + 1) ⋅ hie2 = 2 ⋅ hie1

2. EL AMPLIFICADOR CASCODO
Se denomina amplificador cascodo a la conexión serie de dos transistores tal como se
muestra en la figura 3.

Figura 3.-Conexión Cascodo.

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La particularidad relevante de esta configuración es que, debido a la conexión serie
necesariamente debe ser I CQ1 ≈ I CQ 2 .
El circuito de la figura 3 tiene variantes que dependen de la aplicación, en particular
veremos una deellas, el desplazador de nivel.

2.1 DESPLAZADOR DE NIVEL ACTIVO
En aplicaciones de amplificadores con acoplamiento directo, la señal amplificada contiene
un nivel de continua que no es deseable que aparezca sobre la impedancia de carga, entonces
es necesario eliminarla antes de conectarla a aquella, sin atenuar la componente de señal.
Esto se puede hacer con una variante del amplificadorcascodo, que consiste en operar el
transistor Q1 como fuente de corriente constante y conectar la fuente de señal a la base del
transistor Q2, la figura 4 esquematiza la idea.
El circuito conformado por Vi, VDC y ri se puede interpretar como el equivalente de Thevenin
de la etapa precedente donde la componente VDC, es la que se quiere eliminar de la salida Vo.
Ello se logra incluyendo la resistenciaR, de forma tal que la caída de tensión que produce ICQ1
en ella, compense el nivel de continua parásito.

Figura 4.- Desplazador de nivel activo.

Analizaremos este circuito cuantitativamente. La ecuación de equilibrio de tensiones de
continua desde la malla de entrada de Q2 hacia la salida Vo es:

V DC = I BQ 2 ⋅ ri + V BE + I CQ1 ⋅ R + VOC
Pero si

VOC = 0 tenemos:

VDC −

I...