Seguidor de emisor y amplificador Darlington

El seguidor de emisor y el amplificador darlington son los ejemplos más comunes de amplificadores de retroalimentación. Estos son los más utilizados con una serie de aplicaciones.

Seguidor emisor

El circuito seguidor del emisor ocupa un lugar destacado en los amplificadores de realimentación. El seguidor del emisor es un caso de circuito de retroalimentación de corriente negativa. Se utiliza principalmente como amplificador de última etapa en circuitos generadores de señales.

Las características importantes de Emitter Follower son:

  • Tiene alta impedancia de entrada.
  • Tiene baja impedancia de salida.
  • Es un circuito ideal para igualar impedancia

Todas estas características ideales permiten muchas aplicaciones para el circuito seguidor de emisor. Este es un circuito amplificador de corriente que no tiene ganancia de voltaje.

Construcción

Los detalles de construcción de un circuito seguidor de emisor son casi similares a los de un amplificador normal. La principal diferencia es que la carga R L está ausente en el terminal del colector, pero está presente en el terminal emisor del circuito. Por lo tanto, la salida se toma del terminal emisor en lugar del terminal colector.

La polarización se proporciona mediante el método de resistencia base o mediante el método del divisor de potencial. La siguiente figura muestra el diagrama de circuito de un seguidor de emisor.

Operación

La tensión de la señal de entrada aplicada entre la base y el emisor desarrolla una tensión de salida V o a través de R E , que se encuentra en la sección del emisor. Por lo tanto,

$$ V_o = I_E R_E $$

La totalidad de esta corriente de salida se aplica a la entrada mediante realimentación. Por lo tanto,

$$ V_f = V_o $$

Como el voltaje de salida desarrollado a través de R L es proporcional a la corriente del emisor, este circuito seguidor de emisor es un circuito de realimentación de corriente. Por lo tanto,

$$ \ beta = \ frac {V_f} {V_o} = 1 $$

También se observa que el voltaje de la señal de entrada al transistor (= V i ) es igual a la diferencia de V sy V o , es decir,

$$ V_i = V_s - V_o $$

Por tanto, la retroalimentación es negativa.

Caracteristicas

Las principales características del seguidor emisor son las siguientes:

  • Sin ganancia de voltaje. De hecho, la ganancia de voltaje es casi 1.
  • Ganancia de corriente y ganancia de potencia relativamente alta.
  • Alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida.
  • Los voltajes de CA de entrada y salida están en fase.

Ganancia de voltaje del seguidor del emisor

Como el circuito seguidor de emisor es prominente, intentemos obtener la ecuación para la ganancia de voltaje de un circuito seguidor de emisor. Nuestro circuito seguidor de emisores tiene el siguiente aspecto:

Si se dibuja un circuito equivalente de CA del circuito anterior, se vería como el siguiente, ya que el condensador de paso del emisor está ausente.

La resistencia CA r E del circuito emisor está dada por

$$ r_E = r'_E + R_E $$

Dónde

$$ r'_E = \ frac {25 mV} {I_E} $$

Para encontrar la ganancia de voltaje del amplificador, la figura anterior se puede reemplazar por la siguiente figura.

Tenga en cuenta que el voltaje de entrada se aplica a través de la resistencia de CA del circuito emisor, es decir, (r ' E + R E ). Suponiendo que el diodo emisor sea ideal, el voltaje de salida V out será

$$ V_ {out} = i_e R_E $$

El voltaje de entrada V in será

$$ V_ {in} = i_e (r'_e + R_E) $$

Por lo tanto, la ganancia de voltaje del seguidor del emisor es

$$ A_V = \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} = \ frac {i_e R_E} {i_e (r'_e + R_E)} = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)} $$

O

$$ A_V = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)} $$

En la mayoría de las aplicaciones prácticas,

$$ R_E \ gg r'_e $$

Entonces, A V ≈ 1. En la práctica, la ganancia de voltaje de un seguidor de emisor está entre 0.8 y 0.999.

Amplificador Darlington

El circuito seguidor de emisor que se acaba de discutir carece de cumplir los requisitos de ganancia de corriente del circuito (A i ) y la impedancia de entrada (Z i ). Para lograr un aumento en los valores generales de la ganancia de corriente del circuito y la impedancia de entrada, se conectan dos transistores como se muestra en el siguiente diagrama de circuito, que se conoce comoDarlington configuración.

Como se muestra en la figura anterior, el emisor del primer transistor está conectado a la base del segundo transistor. Los terminales del colector de ambos transistores están conectados entre sí.

Análisis de sesgo

Debido a este tipo de conexión, la corriente del emisor del primer transistor también será la corriente base del segundo transistor. Por lo tanto, la ganancia actual del par es igual al producto de las ganancias actuales individuales, es decir,

$$ \ beta = \ beta _1 \ beta _2 $$

Generalmente, se logra una alta ganancia de corriente con un número mínimo de componentes.

Como aquí se utilizan dos transistores, se deben considerar dos caídas de V BE . Por lo demás, el análisis de polarización es similar para un transistor.

Voltaje a través de R 2 ,

$$ V_2 = \ frac {V_CC} {R_1 + R_2} \ veces R_2 $$

Voltaje a través de R E ,

$$ V_E = V_2 - 2 V_ {BE} $$

Corriente a través de R E ,

$$ I_ {E2} = \ frac {V_2 - 2 V_ {BE}} {R_E} $$

Dado que los transistores están acoplados directamente,

$$ I_ {E1} = I_ {B2} $$

Ahora

$$ I_ {B2} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$

Por lo tanto

$$ I_ {E1} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$

Lo que significa

$$ I_ {E1} = I_ {E1} \ beta _2 $$

Tenemos

$ I_ {E1} = \ beta _1 I_ {B1} $ desde $ I_ {E1} \ cong I_ {C1} $

Por lo tanto, como

$$ I_ {E2} = I_ {E1} \ beta _2 $$

Podemos escribir

$$ I_ {E2} = \ beta _1 \ beta _2 I_ {B1} $$

Por lo tanto, la ganancia de corriente se puede dar como

$$ \ beta = \ frac {I_ {E2}} {I_ {B1}} = \ frac {\ beta _1 \ beta _2 I_ {B1}} {I_ {B1}} = \ beta _1 \ beta_2 $$

La impedancia de entrada del amplificador darling ton es

$ Z_ {in} = \ beta_1 \ beta_2 R_E ..... $ descuidando r ' e

En la práctica, estos dos transistores se colocan en una sola carcasa de transistor y los tres terminales se sacan de la carcasa como se muestra en la siguiente figura.

Este dispositivo de tres terminales se puede llamar como Darling ton transistor. El transistor querido actúa como un solo transistor que tiene una alta ganancia de corriente y una alta impedancia de entrada.

Caracteristicas

Las siguientes son las características importantes del amplificador Darling ton.

  • Impedancia de entrada extremadamente alta (MΩ).
  • Ganancia de corriente extremadamente alta (varios miles).
  • Impedancia de salida extremadamente baja (unos pocos Ω).

Dado que las características del amplificador Darling ton son básicamente las mismas que las del seguidor de emisor, los dos circuitos se utilizan para aplicaciones similares.

Hasta ahora hemos hablado de amplificadores basados ​​en retroalimentación positiva. La retroalimentación negativa en los circuitos de transistores es útil para el funcionamiento de los osciladores. El tema de los osciladores se trata por completo en el tutorial de osciladores.