informe previo amplificador darlington

Laboratorio de Circuitos Electrnicos II

INFORME PREVIO N3: CONFIGURACION DARLINGTON

CUESTIONARIO PREVIO

1) Mencione las aplicaciones de la configuracin Darlington y algunos cdigos de su versin de circuito integrados.

La gran utilidad de la configuracin Darlington consta en la enorme ganancia decorriente que posee, que puede ser utilizado en diversos circuitos que necesitan deuna suministracin de corriente grande. Como la corriente esta directamente relacionada con potencia, el amplificadorDarlington es muy til para circuitos de potencia debido a su enorme ganancia deCorriente. Esta enorme ganancia de corriente de lo operadores Darlington se dagracias a que tienen una gran impedancia de entrada generando que la ganancia devoltaje sea pequea y ampliando el ancho de banda del amplificador Darlingtonpero haciendo que la ganancia de corriente sea grande (y esto es ms si hayretroalimentacin).

La conexin Darlington se caracteriza por tener dos transistores, como vemos en la siguiente figura:

A continuacin algunas aplicaciones:

En la interfase para conectar la EVM con cualquier equipo deradio, la interfase consta de dos integrados Darlington ULN2803 que sirven para incrementar la intensidad de lassealesTTL que les llegan, y otros elementos ms. Cuando se quiere controlar unmotoro un rel, necesitas emplear un dispositivo que sea capaz de suministrar esta corriente. Este dispositivo puede ser un circuito Darlington Para alimentar una carga como un pequeo motor de corriente continua. Son ampliamente utilizados para accionar las aletas solenoide impulsada y luces intermitentes en lasmquinasde pinball electromecnico. Una seal de lalgicade unos pocos miliamperios de unmicroprocesador, amplificada por un transistor de Darlington, fcilmente cambia un amperio o ms a 50 V en unaescaladetiempomedido en milisegundos, segn sea necesario para el accionamiento de un solenoide o una lmpara de tungsteno En resumen se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeas.Algunos cdigos de circuitos integrados con configuracin Darlington son: NTE2077, NTE2078, NTE2084, NTE2079, NTE2082, NTE2083, NTE2087 y NTE2088.El TIP120 es un ejemplo de par Darlington, tiene un encapsulado del tipo TO220 como el de la figura.

La ganancia de corriente segn las especificaciones del fabricante es de 1000, y la mxima corriente que puede circular por el colector es de 5 A.Adems de los dostransistorespropios del par Darlington, este dispositivo, lleva un diodo adicional y un par deresistenciascon fines de proteccin.

SEMICONDUCTOR AVAILABILITY - DATA PartNumberDescription

2SD2213Silicon NPN Epitaxial, Darlington

2SD2220Silicon NPN triple diffusionplanartype Darlington



2SD2242ASilicon NPN triple diffusionplanartype Darlington






2SD2416Silicon NPN epitaxialplanertypedarlington


2SD2423Silicon NPN Epitaxial, Darlington

2) En el circuito no 1 calcular los puntos de reposo.

Con los potencimetros fijos en:R1= 7.5KR2=12KR3=100KR4= 1.5K

ANLISIS EN DC:

Se tiene el siguiente circuito equivalente( Condensadores como circuito abierto):

De la figura anterior se tiene lo siguiente (Equivalente Thevenin):

VBB = =

RBB= + R3 =+ 100 = 104.6 kSabemos:IEQ1 IcQ1IcQ1 = IBQ2IEQ2IcQ2 =

Entonces en el circuito de entrada:

= 5.21mAPor tanto:

Para el circuito de la salida:

= 6.49v

1.5K = 7.19v

Los puntos de reposo de nuestro amplificador Darlington:Q1 = (,= (6.49v, )Q2 = (,= (7.19v, 5.21mA)

3) Calcular la ganancia de corriente, la ganancia de voltaje, la impedancia de entrada y la impedancia de salida.

ANLISIS EN CASe tiene el siguiente circuito equivalente (condensadores como c.c.)

Sabemos que:

re1 = = 0.99 k 1k re2 = = 4.99 5

a) Para la ganancia de voltaje:

El voltaje de entrada entre la base y tierra es:

Vi = IB1 x x re1 + 2 IB1 re2 + 2x (RB // RE // RL) x IB1

Y tambin hallamos el voltaje de salida es:

Vo = 2x (RB // RE // RL) x IB1

Hallamos la ganancia de voltaje del amplificador Darlington:

A v =

A v = 0.986 1

b) Ahora hallaremos la ganancia de corriente:

La corriente de entrada por divisor de corriente es:

Ii = IB1 x (re1 + 2re2 + R3)R3

La corriente de salida es por la resistencia RL, entonces es:

Io =

Entonces la ganancia de corriente es:

A i =

A i =

A i = 472.44

c) Impedancia de entrada del circuito:

Hacemos Thevenin haciendo las fuentes de voltaje tierra y las fuentes de corriente circuito abierto, entonces el circuito equivalente es:

Entonces la impedancia de entrada teniendo en cuenta que la corriente que gobierna es de Ib1 es:

Zi =

Zi = 41.28 M

d) Vamos a ver la impedancia de salida del circuito:

Hacemos Thevenin haciendo las fuentes de voltaje tierra y las fuentes de corriente circuito abierto, entonces el circuito equivalente es:

Ahora vemos que la corriente que se debe tener en cuenta es la corriente de salida (2 Ib1) por lo tanto las resistencias equivalentes varan, teniendo en

cuenta esto la impedancia de salida es:

Zo = Zo = 1.35 k

4) Cual es el objetivo de utilizar la red constituida por r1, r2, r3 y c2.

El objetivo principal de esta configuracin es dar una gran impedancia de entrada y una ganancia de voltaje muy pequea, esto es para aumentar el ancho de banda en el cual el transistor Darlington opere en su mxima ganancia de corriente.

El capacitor C2 sirve para la retroalimentacin haciendo que una parte de la corriente de salida vuelva para que entre de nuevo al ciclo inicial, haciendo que la corriente base del primer transistor aumente, haciendo que aumente la corriente IcQ1 aumente alimentando la base del transistor 2 y finalmente haciendo que la corriente de salida aumente y por lo tanto la ganancia de corriente aumente.

El amplificador Darlington es una configuracin que hace que la ganancia de corriente sea de un valor grande, esto es mayor dependiendo de la impedancia de entrada (la ganancia de voltaje es pequea).

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