Tema 6: Etapas de Salida - Universidad Complutense de Madrid

Tema 6Etapas de Salidaperfectamente lógico pues el transistor NPN no puede absorber corriente sino que lo debe hacer lafuente de corriente que polariza el transistor. En caso de que se exija una corriente demasiado grande,el transistor NPN va a situación de corte ya que la corriente de emisor se debe anular para permitirque la carga proporcione el máximo de corriente.Este comportamiento indica que esta etapa de salida (y, por tanto, el amplicador total) esde clase A ya que solo trabaja durante el semiciclo positivo de una hipotética tensión de entradasinusoidal. Por otra parte, tiene una caracterísitica típica de esta familia de etapas de salida: Unconsumo relativamente elevado incluso en reposo.¾Qué utilidad puede tener esta estructura? En algunos circuitos, la tensión de salida es siemprepositiva como, por ejemplo, en reguladores de tensión, circuitos lógicos, etc. En otros casos, elamplicador de turno no tiene que atacar resistencias demasiado grandes. La simplicidad del diseñohace muy recomendable el uso de esta estructura siempre y cuando no se deba absorber una grancantidad de corriente.Estudiemos ahora otras características DC de esta etapa amplicadora. En primer lugar, jémonosen las tensiones de saturación positiva y negativa. La primera es fácilmente calculable pues, al estar eltransistor bipolar en ZAD, V CC − V O = V CE ≥ V SAT . No obstante, es fácil encontrar otra limitaciónaún más restrictiva, pues V IN ≤ V CC y V IN − V O = V BE = V γ ⇒ V O ≤ V CC − V γ . Por supuesto, nose han tenido en cuenta las posibles limitaciones de las etapas anteriores. En el caso de la tensión desaturación negativa, ya se ha visto la posible dependencia de la carga. Por otro lado, en caso de queR L → ∞, el valor exacto de la tensión de saturación negativa depende de la manera de construir lafuente de corriente. Si es un simple espejo de corriente, debe ser del orden de 0.2 V.Otro parámetro aún más interesante es la corriente de cortocircuito positiva. Una manera muyfácil de calcularla consiste en suponer que la etapa previa puede proporcionar un máximo de corrientede entrada, I INMAX . Por ejemplo, la etapa amplicadora previa fuera un inversor polarizado conuna fuente de corriente, I QG , I INMAX ∼ I QG . En cualquier caso, se acabaría deduciendo que lacorriente en cortocircuito positiva sería:Para uso de alumnos de lay si el transistor fuera un Darlington:I O,MAX ∼ (1 + h F E ) ·I INMAX (5)Universidad Complutense de Madridhttp://www.ucm.esI O,MAX ∼ (1 + h F E ) 2 ·I INMAX (6)Finalmente, hay que resaltar que la corriente I IN , que el transistor sustrae de las etapas anteriores,se puede calcular como:I IN = I Q + V ORLh F E + 1siempre y cuando el transistor no pase a zona de corte. Si utilizáramos un par Darlington, el denominadorde la expresión anterior se debe elevar al cuadrado.Pasemos ahora a estudiar los parámetros característicos en pequeña señal. En primer lugar,(7)Electrónica Analógica Ingeniería Superior en Electrónica 6