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UNIVERSIDAD DON BOSCO
FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS
ESCUELA DE ELECTRONICA
CICLO: 02-2013
I.
OBJETIVOS
-
II.
GUIA DE LABORATORIO #3
Nombre de la Práctica: Transistor Darlington
Lugar de Ejecución: Laboratorio de Fundamentos
Tiempo Estimado: 2:30 Horas
MATERIA: Electrónica Avanzada
Docente: Pedro Angel Alvarez/ Angel Gerardo Moreno
Comprobar las aplicaciones prácticas que tiene un transistor Darlington
Analizar el comportamiento de la ganancia de un transistor Darlington
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Una conexión Darlington consiste en dos transistores conectados en cascada cuya ganancia de corriente
total es el producto de las ganancias de corriente individuales. Como la ganancia de corriente es mucho
mayor, una conexión Darlington puede tener una impedancia de entrada muy alta y puede producir
corrientes de salida muy grandes. Las conexiones Darlington se usan con reguladores de tensión y
amplificadores de potencia.
En electrónica, el transistor Darlington es un dispositivo semiconductor que combina dos transistores
bipolares en un tándem (a veces llamado par Darlington) en un único dispositivo.
La configuración (originalmente realizada con dos transistores separados) fue inventada por el ingeniero
de los Laboratorios Bell Sidney Darlington. La idea de poner dos o tres transistores sobre un chip fue
patentada por él, pero no la idea de poner un número arbitrario de transistores que originaría la idea
moderna de circuito integrado.
El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una alta ganancia de corriente.
Está compuesto internamente por dos transistores bipolares que se conectan en cascada.
El transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2.
La ecuación de ganancia de un transistor típico es: IE= β x IB (Corriente de colector es igual a beta por la
corriente de base).
Entonces analizando el gráfico:
- Ecuación del primer transistor es: IE1 = β1 x IB1 (1),
- Ecuación del segundo transistor es: IE2 = β2 x IB2 (2)
Observando el gráfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma que la corriente de base
del transistor T2. Entonces IE1 = IB2
Entonces utilizando la ecuación (2) y la ecuación (3) se obtiene:
IE2 = β2 x IB2 = β2 x IE1
Reemplazando en la ecuación anterior el valor de IE1 (ver ecuación (1)) se obtiene la ecuación final de
ganancia del transistor Darlington.
IE2 = (β2 x β1) x IB1
Como se puede deducir, este amplificador tiene una ganancia mucho mayor que la de un transistor
corriente, pues aprovecha la ganancia de los dos transistores. (Las ganancias se multiplican).
Si se tuvieran dos transistores con ganancia 100 (β = 100) conectados como un transistor Darlington y
se utilizara la fórmula anterior, la ganancia sería, en teoría: β2 x β1 = 200 x 200 = 20000. Como se ve es
una ganancia muy grande.
Los transistores Darlington se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar
cargas grandes con corrientes muy pequeñas.
La caída de tensión entre la base y el emisor del transistor Darlington es 1.4 voltios que resulta de la
suma de las caídas de tensión de base a emisor del primer transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base a emisor
del segundo transistor B2 y E2 (0.7 voltios).
III. MATERIALES Y EQUIPO
No.
1
2
Cantidad
1
1
Descripción
Computadora con Circuit Maker instalado
Guía de laboratorio Nº3
IV. PROCEDIMIENTO
1) Inicie el programa Circuit Maker y proceda a armar el siguiente circuito de la figura 1, el cual
corresponde a un amplificador de corriente conformado por 2 transistores en configuración
Darlington:
Figura 1.
2) Una vez armado el circuito con todas sus características definidas, haga doble click sobre la
lámpara incandescente denominada en la figura 1, como L4 observara que la resistencia interna
de la lámpara es de 100Ω, este dato le servirá como referencia para determinar la corriente
que consume la lámpara.(utilice ley de ohm)
IC= Corriente de lámpara=_____________________________mA
3) Como ya se ha visto en la introducción teórica de esta guía el objetivo de la configuración
Darlington es incrementar la ganancia de amplificación, por lo que para determinar la ganancia
total usted debe saber que el transistor 2n2222 posee un ganancia(hfe de 100), asi que calcule
cual es la ganancia total del circuito________________________
4) Calcule de teóricamente IB e VRb.(Utilice LVK)
VRb_________________ V
IB__________________ A
5) Mida las caídas de tensión haciendo uso del multimetro de circuit maker
siguientes puntos
VRb_________________ V
VBE Darlington_________V
en los
6) Compare los datos teóricos con los datos medidos ¿Qué puede concluir?_________________
7) Mida las corrientes IB, IC y de acuerdo a la relación de IB con IC calcule la ganancia real,
(IBxβ=IC).
IB__________________A
IC__________________A
β _________________
8) Ahora proceda a armar el siguiente circuito en la misma ventana que realizo el circuito anterior
de tal manera que tenga ambos circuitos en el mismo espacio de simulación
9) El circuito armado corresponde al de un simple transistor configurado como amplificador, con
la diferencia de que este posee una ganancia igual a la raíz cuadrada de la ganancia total del
amplificador Darlington.
10) Mida IC y IB y calcule la ganancia tal como lo hizo en el paso 7.
IB__________________A
IC__________________A
β _________________
11) El dato β encontrado en el paso 7, sáquele raíz cuadrada y compare con el dato β encontrado
en el paso 10. Conteste ¿son parecido o iguales los datos?
______________________________________________________¿Porque?________________
______________________________________________________________________________
12) Una vez concluido envíe por correo electrónico las simulaciones y las respuestas a los puntos
abordados en esta guía
Evaluación del desarrollo de la práctica
Guía Nº3 “El Transistor Darlington”
Grupo de laboratorio______________
Alumno: _________________________________________________Nº Carné: ____________
Alumno: _________________________________________________Nº Carné: ____________
Evaluación desarrollo de la práctica
Aspecto a evaluar
Atiende las indicaciones a lo largo de la
guía
Contesta correctamente a las preguntas
que se le plantean
Comprende la funcionalidad del circuito
armado
Estética de los circuitos implementados
Mantiene el orden durante el desarrollo
de la práctica
Cumple todos los puntos especificados en
la guía de laboratorio
Total
Porcentaje
real
10%
20%
30%
10%
10%
20%
100%
Alumno Nº1
Porcentaje
obtenido
Alumno Nº2
Porcentaje
obtenido