Amplificador de Darlington – Diagrama de circuito, características, méritos y aplicaciones:
El amplificador de Darlington con sesgo de divisor de voltaje se muestra en la figura 19.50. En este circuito, la salida de un amplificador se acopla en la entrada del siguiente uniendo directamente el emisor de un transistor a la base del otro, como se muestra en la figura.
Obviamente, la corriente de emisor del primer transistor se convierte en la corriente base para el segundo transistor.
El análisis de sesgo es similar al de un transistor, excepto que se deben considerar dos gotas VBE.
El circuito amplificador de Darlington en su forma de CA de señal pequeña aparecerá, como se muestra en la figura 19.51.
Características principales:
1. Ganancia actual: para la segunda etapa:
Impedancia de entrada,
y ganancia actual,
Sobre una buena base aproximada, estas ecuaciones no se pueden aplicar a la primera etapa. La «mosca en la pomada» es la cercanía con la que Zin2 se compara con 1/hoe1.
Hemos visto que 1/hoe podría eliminarse en la mayoría de los casos porque la impedancia de carga zl << 1/hoe. Para el circuito amplificador de Darlington, la impedancia de entrada Zin2 está lo suficientemente cerca en magnitud a 1/hoe para requerir considerar los efectos de HOE1.
Ya discutimos que se descubrió que para un amplificador de transistores emisores fundamentados de una sola etapa, donde se consideró 1/hoe,
Aplicando la ecuación anterior a esta situación,
y ganancia actual,
Ganancia actual,
Para hoehfere ≤ 0.1, una aproximación bastante buena (dentro del 10%) es
Alternativamente, la ganancia actual se puede obtener de la siguiente manera:
Corriente de emisor,
Entonces ganancia actual,
Significa que el amplificador de Darlington se comporta como un solo transistor que tiene una ganancia de corriente igual a β2.
2. Impedancia de entrada: dado que zin2 = hfe2re es la resistencia del emisor de la primera etapa, la impedancia de entrada a la primera etapa es
Ya que zin2 = hfe2re, y 1/hoe1 aparecerá en paralelo en el circuito equivalente de señal pequeña, por lo tanto
Impedancia de entrada, 
Alternativamente, la impedancia de entrada se puede obtener de la siguiente manera:
Impedancia de entrada de la segunda etapa,
donde R′E2 es la resistencia al emisor de CA del segundo transistor.
Si re >> r′e2, entonces zin2 = β2re
Zin2 también es la impedancia de salida al mirar al emisor del primer transistor. Entonces, la impedancia de entrada que mira a la base del primer transistor,
Esta impedancia de entrada es muy alta debido al producto de dos betas,
Entonces la impedancia de entrada,
Si hay una resistencia de carga RL junto al emisor del segundo transistor, entonces
3. Impedancia de salida: el zout de impedancia de salida se puede determinar directamente a partir de los circuitos equivalentes del emisor de la siguiente manera:
Alternativamente, el zout de impedancia de salida se puede determinar de la siguiente manera:
La impedancia del AC thevenin en la entrada RTH = RS || R1 || R2 porque al acortar todas las fuentes de voltaje R1 y RS viene en paralelo con R2
Impedancia de salida de la primera etapa,
Impedancia de salida de la segunda etapa,
Zout2 es silencioso más pequeño que Zout1, es decir, se reduce la impedancia de salida.
Debido a esto, el amplificador de Darlington se puede usar para aislar la fuente de alta impedancia de la carga de baja impedancia.
Si la fuente de alta impedancia está directamente conectada a una carga de baja impedancia, la mayor parte del voltaje de la señal se eliminará a través de la alta impedancia de la fuente y la señal de fuente restante disponible puede no poder conducir la carga.
4. Ganancia de voltaje: aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff al circuito que se muestra en la figura 19.50.
Que el potencial de salida es el potencial de entrada menos el potencial base a emisor de cada transistor. Indica claramente que Vout
Sobre una base aproximada se da como
Sobre una base aproximada, la ganancia de voltaje se puede determinar a partir de la siguiente relación también
(un poco menos que la unidad) como en el caso del seguidor del emisor
Nota: se ha suponido que R′E1 y R′E2 son iguales y cada uno igual a R′E.
Méritos:
- Utiliza muy pocos componentes y se puede formar fácilmente a partir de dos transistores adyacentes en un IC.
- Proporciona excelentes características de alta impedancia de entrada con baja impedancia de salida y alta ganancia de corriente, todas las características deseables para un amplificador de ganancia actual.
Aplicaciones del amplificador Darlington:
Tiene una enorme capacidad de transformación de impedancia, es decir, puede transformar una carga de baja impedancia en una carga de alta impedancia.
Por lo tanto, se usa en un amplificador operativo de alta ganancia que depende de una impedancia de entrada muy alta para su funcionamiento como amplificador integrador o sumador en aplicaciones analógicas.