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Configuración Darlington Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica - UNMSM

Los objetivos de esta experiencia fue determinar las características de operación de un amplificador de corriente transistorizado, utilizamos multímetro y osciloscopio para hallar los voltajes, corrientes y ganancias de los transistores. Se apreció que los resultados teóricos y simulados son distintos ya que en la computadora se puede apreciar con mayor precisión los valores que queremos, mientras que el teórico es una aproximación de los valores y en el medido se presenta factores como la resistencia interna de los instrumentos que altera los resultados. En conclusión la configuración Darlington tiene alta ganancia de corriente y éstos se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas.

I. INTRODUCCIÓN La configuración Darlington es una conexión de dos transistores de unión bipolar. Su característica principal es que el transistor compuesto actúa como una sola unidad con una ganancia de corriente que es el producto de las ganancias de corriente de los transistores individuales, cabe recalcar que este es un valor aproximado si ambas ganancias son muy grandes:

Un inconveniente es la duplicación aproximada de la base-emisor de tensión. Ya que hay dos uniones entre la base y emisor de los transistores Darlington, el voltaje base-emisor equivalente es la suma de ambas tensiones base-emisor:

II. MATERIALES Y MÉTODOS

A. Equipos ,materiales y herramientas utilizados  Osciloscopio  Multímetro  Generador de señales  Fuente de poder DC  2 Transistores 2N2222  Resistores de 1kΩ, 1.5kΩ, 2 de 12kΩ, 7.5kΩ y 100k Ω  Condensadores de 16V 100µF y 2 de 22µF

B. Esquemas Para el laboratorio no se contó con una resistencia de 7.5kΩ ni con un condensador de 22µF. Por esa razón usamos lo que teníamos como 3 resistencias que sumaban 7.6kΩ y 3 condensadores que sumaban 22.2µF y los colocamos en serie y paralelo respectivamente.

Simulación del VCE del primer transistor

Simulación del VCE del segundo transistor

Figura 1 C. Procedimiento 1. Implemente el circuito de la figura 1. 2. Mida los puntos de reposos Q y llene la tabla 1. 3. Aplicar una señal sinusoidal de 1kHz de frecuencia en la entrada del amplificador. Varíe la amplitud de la señal hasta que se obtenga en la salida del amplificador la señal de mayor amplitud, no distorsionada. 4. Determine las impedancias y ganancias luego de medir Vo, Vi, Io e Ii. Llene la tabla 2.

III. RESULTADOS TABLA 1. RESULTADOS

Valor calculado Valor simulado Valor medido

VCE1 (V)

VCE2 (V)

IC1 (µA)

IC2 (mA)

5.87

6.57

56.2

5.62

5.88

6.58

56.3

5.62

5.57

6.29

58.1

5.83

Vth=(15V*12k)/(7.5k+12k) = 9.23V =Vb Rth=(7.5k *12k)/(7.5k+12k ) = 4.62kΩ Entonces: Rb=4.62k +100k= 104.62kΩ βt=β1*β2=10000, Vbe=0.7V Aplicando mallas: Ib1=0.56µA Sabemos: Ic2= βtIb1=5.62mA Ic1=Ic2/β2=56.2µA VCE1=15-Ic2*1.5k-0.7=5.87V VCE2=15-Ic2*1.5k=6.57V

Valor calculado Valor simulado Valor medido

Av

Ai

Zi

Zo

1.01

673.3

6.88MΩ

17,42kΩ

1.01

687

11.6MΩ

17.07kΩ

1.04

209.09

3.11MΩ

15.52KΩ

Los valores calculados de esta tabla se hallan a partir de los valores de la Tabla 2: Av= Vo/ Vi=35.2mV/34.81mV=1.01 Ai= Io/Ii=2.02µA/0.003µA=673.3 Zi= Vi/Ii=34.94mV/0.005µA=6.88MΩ Zo= Vo/Io=35.2mV/2.02µA=17,4kΩ

TABLA 2. RESULTADOS Vo Vi Io Ii Valor 35.2mV 34.94mV 2.02µA 0.005µA calculado Valor 35.18mV 34,81mV 2.061µA 0.003µA simulado Valor 35.78mV 34.23mV 2.3µA 0.011µA medido

IV. ANÁLISIS DE RESULTADOS Cuestionario: 1.

Compare sus datos teóricos con los obtenidos en la experiencia. El valor medido hay un poco de errores debido a que el multímetro presenta una resistencia interna y altera los cálculos y el valor calculado son col las ecuaciones de teoría de transistores.

2.

Dibuje algunos esquemas prácticos en donde se encuentra la configuración Darlington.

Figura 1: un transistor Darlington de PNP

Figura 2: un transistor Darlington de NPN 3.

¿Qué modificaciones realizaría al circuito experimentado? ¿Por qué? De la figura esquemático del circuito de Darlington, realizaría esta modificaciones por ejemplo retirar la resistencia R3 y el condensador C2 para tener un amplificador Darlington de divisor de tensión, tal que generaría un mayor ganancia de corriente.

4.

De acuerdo al experimento, cuáles son sus conclusiones. En la experiencia 2 tenemos que tener en cuenta la teoría de transistores BJT, para poder entender que comportamiento tienen dentro del circuito. Observamos que la configuración Darlington tiene alta ganancia de corriente y se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas y la impedancia de entrada es mucho mayor que la de salida como se puede apreciar en la tabla.

V. CONCLUSIONES  Hay que tomar en cuenta la teoría de transistores BJT, para entender su comportamiento en el circuito.  En resumen se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas.  El Darlington tiene alta ganancia de corriente.  La impedancia de entrada es mucho mayor que la de salida.  La ganancia de entrada es mayor que la salida.

REFERENCIAS [1] Robert L. Boylestad “Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos” (10ma edición). [2] David A. Hodges “Darlington’s Contributions to Transistor Circuit Design” [3] Malvino “Principios de electrónica” [4]http://www.electronicasi.com/ensenanzas/electronica-avanzada/electronicauniversitaria/transistor-darlington/ [5]http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/circuitos/celsolar/transistodarlington.htm [6] https://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_Darlington