Este equipo especializado luego de varios días de investigación y recopilación de de información, obtuvieron la solución, queremos que te sea útil en tu plan.
Solución:
¨Q3 empuja la corriente a través de R2 sobre la ganancia de corriente de Q3 veces la corriente base de Q3.
La corriente de base de Q3 es la corriente de colector de Q6, que es aproximadamente la ganancia de corriente multiplicada por la corriente de base de Q6.
La corriente base de Q6 depende de la diferencia de voltaje entre la base de Q6 y el emisor de Q6.
El voltaje en el emisor de Q6 depende de cuánta corriente Q3 empuja a través de R2. Así es como la corriente del colector de Q3 se afecta a sí misma a través de dos transistores, el circuito de retroalimentación. A bajas frecuencias, la retroalimentación es negativa, el voltaje en el colector de Q3 seguirá lo que se ingresa en la base de Q6.
La idea de la aplicación de este circuito es hacer un seguidor de emisor reforzado (busque seguidor de emisor, es una de las aplicaciones de transistores más básicas). Un seguidor de emisor de un solo transistor se mejora agregando el otro transistor, en su caso, el componente adicional es Q3. El resultado es como un seguidor de emisor de transistor único que contiene un transistor de ganancia de corriente muy alta, la ganancia de corriente efectiva puede ser de miles o decenas de miles.
Desafortunadamente, la no idealidad de los transistores hace que el comportamiento del circuito sea complejo. Un ejemplo:
El voltaje de salida en NODE2 debe seguir el voltaje de entrada con una diferencia de aproximadamente 0,6V. El voltaje de entrada (azul) cae de + 6V a + 4V como un paso de -2V. Se podría esperar que el voltaje de salida (amarillo) cayera tanto pero con una rampa debido a la lentitud de los transistores. En su lugar, se puede ver un pico corto hacia arriba antes de la caída esperada.
También he visto lo mismo con el osciloscopio. Debo admitir que aplicar pulsos rápidos fue un capricho sin la intención original de amplificar pulsos rápidos con amplificadores de retroalimentación de múltiples etapas, por lo que este ejemplo es solo teórico.
Las oscilaciones de alta frecuencia ocurren si los transistores pueden manejar frecuencias tan altas que el cableado (inductancia, capacitancias) y las capacitancias de unión dentro de los transistores juntos causan tanto retraso de fase que la retroalimentación comienza a ser positiva. Eso puede suceder fácilmente si hay cables de señal largos que no coinciden o si el circuito está construido en una placa de pruebas.
Un ejemplo:
La curva es el voltaje sobre la resistencia. El circuito oscila a la frecuencia de resonancia del circuito LC. No hay un circuito de retroalimentación resonante de RF intencional, solo algo que es posible con cables de señal de entrada largos. La amplitud de oscilación no se acumula hasta una oscilación amplia del voltaje de suministro completo porque la pérdida en la unión BE del transistor NPN es un limitador de amplitud efectivo para el circuito resonante.
AGREGAR debido a los comentarios (que comenzaron a convertirse en intentos de encontrar errores y se eliminaron parcialmente por ese motivo)
El seguidor de emisor Darlington también es un amplificador de retroalimentación de 2 etapas. La ruta de retroalimentación no es tan obvia como en el par Sziklai, donde existe un cable desde la carga hasta el emisor del transistor NPN. El emisor puede verse como la segunda entrada de la primera etapa de amplificación.
En el seguidor del emisor, la terminal de salida es la misma que la segunda entrada del transistor, no se necesita cable, pero el efecto es = retroalimentación como otros intentan mostrar con ecuaciones. La corriente de entrada depende del voltaje de salida. El seguidor de emisor de par Darlington tiene 2 seguidores de emisor en cascada. El voltaje de salida afecta también a la corriente de entrada del primer transistor porque depende del voltaje en la base del segundo transistor, que es la suma del voltaje de salida y la caída de voltaje en la unión BE del segundo transistor.
Con el circuito de entrada reactiva, un seguidor de emisor de par darlington oscila como el par Sziklai:
He ilustrado mucho de lo que se dijo en las respuestas y comentarios anteriores y lo he ampliado con algunos de mis pensamientos.
1. Transistor compuesto. Los transistores npn y pnp conectados de esta manera forman un transistor compuesto npn T (en azul). Podemos pensar en esta combinación de como un transistor npn “débil” “ayudado” por un “hermano” más fuerte o, en términos de circuitos eléctricos equivalentes, a partir de dos fuentes de corriente en paralelo. Con un poco más de imaginación, puede recordar al Bomba de corriente Howland donde otra fuente de corriente de “ayuda” está conectada en paralelo a la fuente de corriente de entrada imperfecta … como un Resistencia negativa INIC…
2. Seguidor “emisor”. Una vez aceptado es un solo transistor, vemos que aquí se conecta en el conocido circuito de un seguidor emisor. Copia, mediante el principio de retroalimentación negativa (el pequeño diagrama de bloques), el voltaje de entrada VIN en la carga RL de la siguiente manera:
El voltaje de salida VE se compara con el voltaje de entrada de la manera posiblemente más simple: conectando las dos fuentes de voltaje contrarias en serie. Entonces, sus voltajes se restan de acuerdo con KVL … y el resultado se aplica a la entrada del amplificador (la unión base-emisor). Tenga en cuenta que los voltajes comparados están conectados a tierra mientras que la entrada, donde aparece el resultado, está flotando. Así, el restador (en amarillo en el diagrama de bloques) se realiza sin costo; es solo el bucle … un trozo de alambre …
Cuando cambiamos (por ejemplo, aumentamos) el voltaje de entrada VIN moviendo el control deslizante del potenciómetro, el transistor Sziklai T reacciona a esta “perturbación de entrada”. Comienza a aumentar su corriente “emisora” a través de la carga RL y, en consecuencia, la tensión de salida VE a través de ella, hasta alcanzar el equilibrio (con VBE por debajo de VIN). Este es, a grandes rasgos, el mecanismo de este tipo de retroalimentación negativa denominada “degeneración del emisor”.
3. Diodo activo. Ahora intentemos ver otro comentario negativo (interno). Recuerde el llamado “diodo activo” que explota un tipo dual de retroalimentación negativa. Allí, la salida (parte colector-emisor) se conecta en paralelo a la entrada (unión base-emisor); esto es simplemente un transistor cuyo colector está conectado a la base.
Entonces, podemos notar que en la configuración Sziklai, existe tal conexión (red de retroalimentación negativa) entre el colector y la base del transistor de salida … y esta es la parte colector-emisor del primer transistor. Resulta que cuando el transistor de entrada está cerca de la saturación, actuará como una red de retroalimentación (como un trozo de cable) que transmite las variaciones de voltaje del colector a la base. Como resultado de esta retroalimentación negativa, el transistor de salida nunca se saturará (nunca estará en modo activo).
Por supuesto, en esta aplicación de seguidor de emisor, el transistor de entrada nunca está saturado … pero en otras aplicaciones donde su emisor está firmemente conectado a voltaje fijo (etapa de emisor común), puede estar saturado …
El par Sziklai (también conocido como par de retroalimentación complementaria o CFP) es la forma más simple (y probablemente la más incomprendida) de amplificador operacional de retroalimentación de corriente.
Q1 es la etapa de entrada (es decir, el “sustractor” en el esquema de bucle de retroalimentación habitual). Su base b1 se mantiene al voltaje de entrada v (b1) por cualquier circuito que lo impulse.
La retroalimentación actual ocurre a través de Q1. Si el voltaje de salida v (out1) es demasiado bajo en relación con el voltaje de entrada v (b1), la corriente del colector Q1 aumenta. Si v (out1) es demasiado alto, la corriente del colector Q1 disminuye. Entonces, nuestra “etapa de entrada” tiene una entrada positiva (Q1 base b1), una entrada negativa (Q1 emisor out1) y una salida (corriente de colector Q1). También tiene un voltaje de compensación Vbe incorporado, pero eso solo importa en CC, no para el análisis de la estabilidad del bucle de retroalimentación de CA, ni para calcular las impedancias de entrada / salida, etc.
La entrada positiva es de impedancia alta y la entrada negativa es de baja impedancia, que es uno de los criterios que definen un “opamp” de realimentación de corriente. El amplificador operacional de retroalimentación de voltaje, en comparación, tendría una alta impedancia de entrada en ambas entradas.
En señal pequeña, la salida de Q1 (su corriente de colector) es $ g_m (v_ b_1 – v_ out_1) $ siendo gm la transconductancia de Q1.
Q2 amplifica la corriente del colector de Q1 de acuerdo con su ganancia de corriente hFe y emite esta corriente en el nodo out1. Por lo tanto, la salida de este circuito de dos transistores es una corriente que es la suma de Ie de Q1 y Ic de Q2.
Luego, la carga R11 convierte la corriente de salida en un voltaje de salida, y esto cierra el bucle y se conecta a la carga.
Entonces nuestro ciclo de retroalimentación es:
v (out1) -> realimentación de corriente a través de Q1 -> Ic (Q1) -> Q2 -> Ic (Q2) -> carga -> v (out1)
Tenga en cuenta que agregué la resistencia R12 que aumenta la corriente a través de Q1. Esto aumenta su gm (por lo tanto, la ganancia de bucle) y hace que sea más rápido apagar Q2.
Ahora, ¿acabo de decir que la entrada negativa de nuestra etapa de entrada (el emisor de Q1) toma voltaje como entrada mientras que la cosa es un opamp de retroalimentación actual? ¡Seguro! Entonces, dividamos mentalmente Q1 en dos partes: en el esquema a continuación, Q1 ahora es un transistor bipolar ideal con transconductancia infinita, ganancia infinita, etc., y R13 es su resistencia de emisor interno que es 1 / gm, o aproximadamente 13 ohmios a 2 mA Ic:
Entonces se vuelve más fácil ver que la retroalimentación se realiza a través de la corriente a través de R13. Pero R13 no existe como una resistencia en nuestra placa de circuito impreso, está dentro del transistor, al igual que el nodo “e” en este esquema. El pin de entrada negativo real de nuestra etapa de entrada es el emisor de Q1, lo que significa nodo out1, y toma voltaje como entrada.
Este circuito es hilarantemente simple y provoca dolor de cabeza.
Tenga en cuenta que puede agregar una resistencia de emisor a Q1 si lo desea. Estará en serie con su resistencia de emisor interno y, por lo tanto, disminuirá su gm, lo que reduce la ganancia del bucle, y la resistencia tiene el mismo papel que la resistencia de retroalimentación utilizada para cablear un amplificador operacional de retroalimentación de corriente como un seguidor de ganancia unitaria:
(Tenga en cuenta que el opamp en este diagrama tiene el mismo símbolo que un opamp de retroalimentación de voltaje, que no requiere la resistencia, lo que puede ser confuso).
… y si desea una ganancia de 2 con su opamp de retroalimentación actual, también puede hacerlo:
R11 es la carga, R14-R15 es la red de retroalimentación, “e” es la entrada negativa del “opamp” … y el voltaje de salida v (out1) es aproximadamente el doble del voltaje de entrada (módulo mucho desplazamiento).
Y … ¿Podríamos convertir esto en un amplificador operacional de retroalimentación de voltaje? Claro, tenemos que agregar un búfer para hacer la entrada negativa (que ahora es la base de Q3) alta impedancia. El de la izquierda parece un opamp crudo, el de la derecha tiene una gran compensación pero usa el mismo principio de retroalimentación de voltaje.
Editar para LvW:
Este es un amplificador operacional de retroalimentación de corriente simplificado con una etapa de salida de casi riel a riel (emisor común). Es solo un circuito “práctico” para audiófilos, ya que se le han despojado de muchas cosas útiles como tener una ganancia de bucle abierto decente, compensación, etc. y no tiene control de polarización, por lo que se produciría una fuga térmica a menos que los transistores de salida sean laterales. FET
Q4 / Q5 polariza la etapa de entrada Q1 / Q3 que se ejecuta en realimentación de corriente a través de la resistencia Rf. Esta es la misma estructura de entrada de “diamante” que muchos diseños de amplificadores operacionales de retroalimentación actuales. Entonces Q2 / Q6 proporcionan ganancia de corriente. Un amplificador operacional real con una etapa de salida de riel de emisor común a riel real sería, por supuesto, más complicado, pero esta es básicamente la idea: Q1 / Q2 y Q3 / Q6 son dos pares Sziklai. Al eliminar uno de los pares, por ejemplo, Q3 / Q6 vuelve al sziklai original y hace que la salida no pueda absorber la corriente, pero sigue siendo un opamp CFB …
Si posees alguna incertidumbre o disposición de perfeccionar nuestro división puedes realizar una interpretación y con mucho gusto lo leeremos.