Seguidor de emissor e amplificador Darlington

Seguidor de emissor e amplificador Darlington são os exemplos mais comuns de amplificadores de feedback. Estes são os mais usados ​​com várias aplicações.

Seguidor emissor

O circuito seguidor de emissor tem um lugar de destaque em amplificadores de feedback. O seguidor de emissor é um caso de circuito de realimentação de corrente negativa. É usado principalmente como um amplificador de último estágio em circuitos geradores de sinal.

As características importantes do Emissor Seguidor são -

  • Possui alta impedância de entrada
  • Possui baixa impedância de saída
  • É um circuito ideal para casamento de impedância

Todos esses recursos ideais permitem muitas aplicações para o circuito seguidor de emissor. Este é um circuito amplificador de corrente que não tem ganho de tensão.

Construção

Os detalhes de construção de um circuito seguidor de emissor são quase semelhantes aos de um amplificador normal. A principal diferença é que a carga R L está ausente no terminal coletor, mas presente no terminal emissor do circuito. Assim, a saída é obtida do terminal emissor em vez do terminal coletor.

A polarização é fornecida pelo método do resistor de base ou pelo método do divisor de potencial. A figura a seguir mostra o diagrama de circuito de um Emissor Seguidor.

Operação

A tensão do sinal de entrada aplicada entre a base e o emissor desenvolve uma tensão de saída V o através de R E , que está na seção do emissor. Portanto,

$$ V_o = I_E R_E $$

Toda essa corrente de saída é aplicada à entrada por meio de feedback. Conseqüentemente,

$$ V_f = V_o $$

À medida que a tensão de saída desenvolvida através de R L é proporcional à corrente de emissor, este circuito seguidor de emissor é um circuito de realimentação de corrente. Conseqüentemente,

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

Também é observado que a tensão do sinal de entrada para o transistor (= V i ) é igual à diferença de V s e V o , ou seja,

$$ V_i = V_s - V_o $$

Portanto, o feedback é negativo.

Características

As principais características do seguidor de emissor são as seguintes -

  • Sem ganho de tensão. Na verdade, o ganho de tensão é quase 1.
  • Ganho de corrente e ganho de potência relativamente altos.
  • Alta impedância de entrada e baixa impedância de saída.
  • As tensões CA de entrada e saída estão em fase.

Ganho de tensão do seguidor do emissor

Como o circuito seguidor de emissor é proeminente, vamos tentar obter a equação para o ganho de tensão de um circuito seguidor de emissor. Nosso circuito seguidor de emissor é o seguinte -

Se um circuito equivalente CA do circuito acima for desenhado, ele se parecerá com o circuito abaixo, já que o capacitor de desvio do emissor está ausente.

A resistência AC r E do circuito emissor é dada por

$$ r_E = r'_E + R_E $$

Onde

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

Para encontrar o ganho de tensão do amplificador, a figura acima pode ser substituída pela figura a seguir.

Observe que a tensão de entrada é aplicada através da resistência CA do circuito emissor, isto é, (r ' E + R E ). Supondo que o diodo emissor seja ideal, a tensão de saída V out será

$$ V_ {out} = i_e R_E $$

A tensão de entrada V in será

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

Portanto, o ganho de tensão do seguidor de emissor é

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

Ou

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

Na maioria das aplicações práticas,

$$ R_E \ gg r'_e $$

Portanto, A V ≈ 1. Na prática, o ganho de tensão de um seguidor de emissor está entre 0,8 e 0,999.

Amplificador Darlington

O circuito seguidor de emissor que acabamos de discutir não atende aos requisitos de ganho de corrente do circuito (A i ) e a impedância de entrada (Z i ). A fim de alcançar algum aumento nos valores gerais de ganho de corrente do circuito e impedância de entrada, dois transistores são conectados conforme mostrado no diagrama de circuito a seguir, que é conhecido comoDarlington configuração.

Conforme mostrado na figura acima, o emissor do primeiro transistor é conectado à base do segundo transistor. Os terminais do coletor de ambos os transistores são conectados juntos.

Análise de polarização

Por causa desse tipo de conexão, a corrente do emissor do primeiro transistor também será a corrente de base do segundo transistor. Portanto, o ganho de corrente do par é igual ao produto dos ganhos de corrente individuais, ou seja,

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

Um alto ganho de corrente geralmente é obtido com um número mínimo de componentes.

Como dois transistores são usados ​​aqui, duas quedas V BE devem ser consideradas. A análise de polarização é semelhante para um transistor.

Tensão em R 2 ,

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

Tensão em R E ,

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

Atual através de R E ,

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

Uma vez que os transistores são diretamente acoplados,

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

Agora

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

Portanto

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

Que significa

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

Nós temos

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

Portanto, como

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

Nós podemos escrever

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

Portanto, o ganho atual pode ser dado como

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

A impedância de entrada do amplificador Darling Ton é

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

Na prática, esses dois transistores são colocados em um único invólucro de transistor e os três terminais são retirados do invólucro, conforme mostrado na figura a seguir.

Este dispositivo de três terminais pode ser chamado de Darling ton transistor. O transistor darling ton atua como um único transistor que tem alto ganho de corrente e alta impedância de entrada.

Características

A seguir estão as características importantes do amplificador Darling ton.

  • Impedância de entrada extremamente alta (MΩ).
  • Ganho de corrente extremamente alto (vários milhares).
  • Impedância de saída extremamente baixa (alguns Ω).

Como as características do amplificador Darling ton são basicamente as mesmas do seguidor de emissor, os dois circuitos são usados ​​para aplicações semelhantes.

Até agora, discutimos os amplificadores com base em feedback positivo. O feedback negativo em circuitos de transistor é útil no funcionamento de osciladores. O tópico de osciladores é inteiramente abordado no tutorial Osciladores.