Regulacion de voltaje con trasistores discretos

Regulación de voltaje con transistores discretos
Hay dos tipos de reguladores de voltaje con transistores son el regulador de voltaje en serie y el regulador de voltaje en derivación. Cada tipo de circuito es capaz de proporcionar un voltaje de corriente directa de salida que se regula o mantiene a un valor establecido, aun cuando el voltaje de entrada varíe o que la carga conectada a lasalida cambie.
Regulador de voltaje en serie
La conexión básica de un circuito regulador en serie se muestra en el siguiente diagrama de bloques. El elemento en serie controla la cantidad del voltaje de entrada que llega a la salida.

Un circuito muestrea el voltaje de salida y proporciona un voltaje de realimentación que se comparará con un voltaje de referencia.
1.- Si el voltajede salida se incrementa, el circuito comparador emite una señal de control que hace que el elemento de control en serie reduzca la cantidad del voltaje de salida, con lo cual se mantiene el voltaje de salida.
2.- Si el voltaje de salida se reduce, el circuito comparador emite una señal de control para que el elemento de control en serie incremente la cantidad del voltaje de salida.
Circuitoregulador en serie.
En la siguiente figura se muestra un circuito regulador en serie sencillo. El transistor Q1 es el elemento de control en serie y el diodo Zener Dz proporciona el voltaje de referencia. La operación de regulación se describe como sigue:

1.- Si el voltaje de salida se reduce, el voltaje de base a emisor incrementado hace que el transistor Q1 conduzca mas, por lo que el voltaje desalida se eleva, y la salida se mantiene constante.
2.- Si el voltaje de salida se incrementa, el voltaje reducido entre la base y el emisor hace que el transistor Q1 conduzca menos, por lo que el voltaje de salida se reduce y la salida se mantiene constante.
Regulador en serie mejorado.
En la siguiente figura se muestra un regulador en serie mejorado. Los resistores R1 y R2 actuan como uncircuito de muestreo, el diodo Zener proporciona un voltaje de referencia y el transistor Q2 controla entonces la corriente de base que fluye hacia el transistor Q1 para que éste varíe la corriente que deja pasar para mantener el voltaje de salida constante.

Si el voltaje de salida trata de incrementarse, el voltaje incrementado muestreado por R1 y R2, el voltaje V2 incrementado, eleva elvoltaje de base a emisor del transistor Q2 (puesto que Vz permanece fijo). Si Q2 conduce más corriente, menos se dirige a la base del transistor Q1, el que entonces deja de pasar menos corriente a la carga, y el voltaje de salida se reduce, con lo cual el voltaje de salida se mantiene constante. Ocurre lo contrario si el voltaje de salida trata de reducirse, y se suministrará menos corriente a lacarga para evitar que el voltaje se reduzca.
El voltaje V2 que proporcionan los resistores detectores R1 y R2 debe ser igual a la suma del voltaje de la base al emisor de Q2 y del diodo Zener, es decir:
VBE2+Vz=V2=R2R1+R2V0
Al resolver la ecuación anterior para el voltaje de salida regulado V0 obtenemos:
V0=R1+R2R2(Vz+VBE2)
Regulador en serie con amplificador operacional.
Elamplificador operacional compara el voltaje de referencia del diodo Zener con el voltaje de realimentación de los resistores detectores R1 y R2. Si el voltaje de salida varía, la conducción del transistor Q1 se controla para mantener constante el voltaje de salida. El voltaje de salida se mantendrá a un valor de:
V0=(1+R1R2)Vz
Cuando el rendimiento es importante, puede emplearse un regulador serie oun regulador conmutado. El regulador conmutado es el mas eficiente de todos los reguladores de tensión, ya que proporciona un rendimiento para la carga máxima de aproximadamente el 75 hasta mas del 95 por ciento. Sin embargo, los reguladores conmutados son ruidosos ya que producen interferencia de radiofrecuencia (RFL, radio-frequency interference), causadas por la conmutación de un transistor...