 CURSO: CIRCUITOS ELECTRONICOS 2 - LABORATORIO

 HORARIO: 16:00 – 18:00

 GRUPO: L 13

 ALUMNO: RAÚL EDUARDO DEPAZ NUÑEZ

 CODIGO: 17190153

 ESCUELA: INGENIERIA ELECTRONICA – 19.1

 PROFESOR: VICTOR EDMUNDO ALVA SALDAÑA

 TRABAJO: INFORME FINAL – EXPERIENCIA N°2

 INFORME FINAL N°2 – CONFIGURACION DARLINGTON

I. OBJETIVOS:

 Determinar las características de operación de un amplificador de

corriente transistorizado

II. EQUIPOS Y MATERIALES:

 Osciloscopio
 Multímetro
 Generador de señales
 Fuente de poder DC
 Punta de prueba de osciloscopio
 2 Transistores 2N2222
 Resistores de 1 kΩ, 1.5 kΩ, 2 kΩ, 12 kΩ, 7.5 kΩ, 100 kΩ
 Condensadores de 16 V 22 µF (2), 100 µF
 Computadora con Multisim

III. INFORME PREVIO: (ENTREGADO A PARTE):

1. Mencionar aplicaciones de la configuración Darlington y algunos

códigos de su versión de circuito integrado.

2. En el circuito de la figura 2.1 calcular los puntos de reposo.

3. Calcular la ganancia de corriente, ganancia de voltaje, impedancia de

entrada e impedancia de salida.

4. Indique el objetivo de utilizar la red constituida por R1, R2, R3 y C2,

en el circuito de la figura 2.1

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Realice la simulación del circuito de la figura 2.1 con el fin de hallar el

punto de reposo Q, así como Av, Ai, Zi, y ZO. Llene las celdas
correspondientes de la tabla 2.1
 Figura 2.1

Simulación en DC del circuito

 VDC4
XSC1 15V

Ext Trig
+
_
A B R1
+ _ + _
7.5kΩ

Rf C1 Q1
2N2222A
1kΩ 22µF Q2
R3
100kΩ 2N2222A
V1
C2 C3
1mVrms
1kHz
0° 100µF 22µF
R2 R4 RL
12kΩ 1.5kΩ 12kΩ

Graficas de entrada y salida

 Ganancia de voltaje

𝑉𝑜 984.594 µ𝑉
→ 𝐴𝑣 = = = 0.98
𝑉𝑖 999.962 µ𝑉

Ganancia de corriente
 𝑖𝑜 82.049 𝑛𝐴
→ 𝐴𝑖 = = = 364.37
𝑖𝑖 225.179 𝑝𝐴

 Hallando la impedancia de entrada “𝑍𝑖 ”:

Colocando el potenciómetro

Midiendo la impedancia de entrada

→ 𝑍𝑖 = 4.44 𝑀Ω
 Hallando la impedancia de entrada “𝑍𝑜 ”:

Midiendo el voltaje de salida (desconectando "𝑅𝐿 ")

Midiendo la impedancia de salida

→ 𝑍𝑜 = 11.656 Ω
 Tabla 1.2

𝑉𝐶𝐸1 (𝑉) 𝑉𝐶𝐸2 (𝑉) 𝐼𝐶1 (µ𝐴) 𝐼𝐶2 (𝑚𝐴) 𝐴𝑣 𝐴𝑖 𝑍𝑖 𝑍𝑜

Valor calculado 6.5 7.2 34.67 5.2 0.99 596.88 7.23 MΩ 9.98 Ω

Valor simulado 6.32 6.989 27.446 5.313 0.98 364.37 4.44 MΩ 11.656 Ω

2. Mediante simulación halle fL, fH y BW. Llene las celdas

correspondientes de la tabla 2.3

3. Implemente el circuito de la figura 2.1

4. Mida los puntos de reposo y llene los campos correspondientes de la

tabla 2.1

5. 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.

VDC4
XSC2
15V
Ext Trig
+
_
A B
+ _ + _ R1
7.5kΩ

Rf C1 Q1
2N2222A
1kΩ 22µF Q2
R3
100kΩ 2N2222A
V1
C2 C3
3Vrms
1kHz
0° 100µF 22µF
R2 R4 RL
12kΩ 1.5kΩ 12kΩ

Circuito con la mayor amplitud aplicada

 Ondas de entrada y salida del amplificador

Midiendo voltajes y corrientes de entrada y salida

  La ganancia de voltaje seria:

𝑉𝑜 2.948 𝑉
𝐴𝑣 = = = 0.98
𝑉𝑖 3𝑉

 La ganancia de corriente seria:

𝑖𝑜 245.657 µ𝐴
𝐴𝑖 = = = 321.97
𝑖𝑖 762.987 𝑛𝐴

 Nota:

La distorsión se aprecia en voltajes mayores de 3 V,

aproximadamente, a más.

6. Determine Zi, Av y AI luego de medir VO, Vg, IO e If. Realice la

simulación respectiva. Llene la tabla 1.2. Los valores de Zi, Av y AI
colóquelos en la tabla 2.1.

7. Determine experimentalmente el ancho de banda. Para ello

determine las frecuencias de corte inferior, fL, y superior, fH.

VDC4
15V

XBP1
R1
7.5kΩ
IN OUT

Rf C1 Q1
2N2222A
1kΩ 22µF Q2
R3
100kΩ 2N2222A
V1
C2 C3
1mVrms
1kHz
0° 100µF 22µF
R2 R4 RL
12kΩ 1.5kΩ 12kΩ

Usando el trazador de Bode

 Hallando “𝑓𝐿 ”

→ 𝑓𝐿 = 561.0773 𝑚𝐻𝑧

Hallando “𝑓𝐻 ”

→ 𝑓𝐻 = 22.8083 𝑀𝐻𝑧

 Entonces:
→ 𝐵𝑊 = 𝑓𝐻 − 𝑓𝐿 = 22.8083 𝑀𝐻𝑧 − 561.0773 𝑚𝐻𝑧

→ 𝐵𝑊 = 22.80829 𝑀𝐻𝑧
 V. CUESTIONARIO:

1. Compare sus datos teóricos con los obtenidos en la experiencia.

Tabla 1.2

𝑉𝐶𝐸1 (𝑉) 𝑉𝐶𝐸2 (𝑉) 𝐼𝐶1 (µ𝐴) 𝐼𝐶2 (𝑚𝐴) 𝐴𝑣 𝐴𝑖 𝑍𝑖 𝑍𝑜

Valor calculado 6.5 7.2 34.67 5.2 0.99 596.88 7.23 MΩ 9.98 Ω

Valor simulado 6.32 6.989 27.446 5.313 0.98 364.37 4.44 MΩ 11.656 Ω

Tabla 2.3

𝑓𝐿 𝑓𝐻 𝐵𝑊
Valor simulado 561.0773 𝑚𝐻𝑧 22.8083 𝑀𝐻𝑧 22.81 𝑀𝐻𝑧

 Comparando los valores vemos que los valores obtenidos, en

simulación y teóricamente, en el análisis en DC son aproximados.
También los valores de AC en la ganancia de voltaje e impedancia
de salida. Pero con una diferencia considerable en la ganancia de
corriente e impedancia de entrada.

2. Dibuje algunos esquemas prácticos en donde se encuentra la

configuración Darlington.

 Los transistores Darlington se utilizan principalmente en

aplicaciones de conmutación y amplificación para ofrecer una
ganancia de corriente CC muy alta. Algunos de sus esquemas
prácticos son los siguientes:
 Transistor Darlington - Switch
 Cuando el interruptor está cerrado, se aplica un voltaje de superior
a 1.4 V a través del transistor Darlington. Esto hace que el par
Darlington se active y transmita la corriente a través de la carga.
Esto hace que el LED brille, incluso con cambios de resistencia en
la base.

 Cuando se abre el interruptor, ambos transistores bipolares están

en modo de corte (o en saturación) y la corriente a través del
circuito es cero. Entonces el led se apaga.

Transistor Darlington – Relé

  También es posible usar el par Darlington para controlar cargas
inductivas, como los relés y los motores. En comparación con un
solo transistor, manejar las cargas inductivas con el par Darlington
es más efectivo ya que ofrece una corriente de carga alta con una
pequeña corriente de entrada de base.

 La figura anterior muestra un par de Darlington que impulsa la

bobina del relé. Como sabemos que, para cargas inductivas, un
diodo de rueda libre (o marcha libre) es necesario para proteger el
circuito contra las corrientes inducidas. Similar a la operación a la
del circuito LED anterior, la bobina del relé se energiza cuando se
aplica la corriente de base.

Transistor Darlington PNP – Conmutador

 Podemos usar transistores PNP como par Darlington, pero comúnmente

de se usan transistores NPN. No hay mucha diferencia en el circuito
usando NPN o PNP. La figura anterior muestra un sensor simple que da
una alarma con el funcionamiento del par Darlington.

 Este circuito es un simple indicador de nivel de agua en el que el par

Darlington se usa como un interruptor. Sabemos que esta configuración
de transistor proporciona una gran corriente de colector para que pueda
activar el zumbador de salida.

 Cuando el nivel de agua no es suficiente para cerrar el sensor, el

transistor Darlington está en estado OFF. Por lo tanto, el circuito se abre
y no pasa corriente por él.
 A medida que el nivel de agua aumenta, el sensor se activa y
proporciona una corriente de base necesaria para el par Darlington. Por
lo tanto, el circuito se vuelve corto y la corriente de carga fluye de modo
que el zumbador (buzzer) emite una alarma o sonido.

Nota: El transistor trabaja en conmutación cuando puede pasar de corte

a saturación según la cantidad de corriente que reciba por su base

Transistor Darlington – Amplificador

 La figura anterior muestra un circuito amplificador clase A que usa una

configuración de transistor Darlington para tener una alta corriente de
colector. El transistor Darlington ofrece una ganancia igual al producto
de dos ganancias individuales

 Por lo tanto, con una pequeña corriente de base, la corriente de salida

en el terminal colector es muy alta. Entonces, con la disposición del
transistor Darlington, este amplificador proporciona suficiente corriente
amplificada a la carga.
3. ¿Qué modificaciones realizaría al circuito experimentado? ¿Por qué?

 Disminuyendo el valor de “𝑅𝐿 ” en el circuito obtendríamos mayor

ganancia de corriente:

𝑖𝑜 651.917 µ𝐴
𝐴𝑖 = = ≅ 2054.98
𝑖𝑖 317.238 𝑛𝐴

Donde su forma de onda y su ganancia de voltaje se mantienen:

 𝑉𝑜 977 𝑚𝑉
𝐴𝑣 = = ≅ 0.98
𝑉𝑖 999 𝑚𝑉

 Si deseáramos reducir la ganancia de corriente por aluna razón,

sin alterar la ganancia de voltaje y sin distorsión. Entonces esto se
lograría retirando el condensador “𝐶2 ” del circuito.

- De donde, la ganancia de corriente se reduce a:

𝑖𝑜 81.462 µ𝐴
𝐴𝑖 = = ≅ 8.55
𝑖𝑖 9.531 µ𝐴

- Y su ganancia de voltaje y forma de onda:

 𝑉𝑜 977 𝑚𝑉
𝐴𝑣 = = ≅ 0.98
𝑉𝑖 999 𝑚𝑉

Como vemos, en la forma de onda, no se aprecia una pronunciada

distorsión. Y numéricamente, su ganancia de voltaje e mantiene.

4. De acuerdo al experimento, cuáles son sus conclusiones.

 El amplificador Darlington no es un amplificador de voltaje, pues su

voltaje de salida es ligeramente menor (o casi igual) al voltaje de
entrada. Esto es tanto en sus valores pico y en su fase.

 El amplificador Darlington es un amplificador de corriente, pues la

ganancia de corriente es considerable. Debido a que la corriente
de salida fue mayor, en la simulación y teóricamente, que la
corriente de entrada.

 La impedancia de entrada es mucho mayor que la de salida, en

esta configuración. Esto se comprobó en la simulación y
teóricamente.

 La configuración presenta un ancho de banda muy grande.

 Los valores hallados teóricamente nos ayudan a orientarnos en el

funcionamiento y no describe el comportamiento de circuito. Mas
no serán, necesariamente, iguales a los valores hallados mediante
simulación o experimentalmente. Pues estos últimos sufren
algunos márgenes de error, entre otras características que afectan
a la medición en comparación a una medición ideal.

VI. OBSERVACIONES:

 La configuración Darlington tiene múltiples usos, no solo como

amplificador. Ademas es de bastante utilidad si se requiere una
gran ganancia de corriente sin alterar la señal de voltaje de
entrada.
VII. BIBLIOGRAFIA:

 https://electronicalugo.com/circuitos-del-
amplificador-del-transistor-de-los-pares-de-pnp-y-de-
npn-
darlington/#:~:text=circuito%20lógico%20digital.-
,Aplicaciones%20del%20transistor%20Darlington,cor
riente%20de%20CC%20muy%20alta – Circuitos del
amplificador del transistor de los pares de PNP y de
NPN Darlington

 http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4eso
tecnologia/quincena4/4q2_contenidos_5b.htm#:~:text
=Transistor%20en%20corte%20o%20en,tratara%20de
%20un%20interruptor%20abierto – Transistor en
corte y en saturación – Recursos TIC