¿Cómo funciona una etapa de salida de amplificador de riel a riel de emisor común? ¿Existe un ejemplo discreto?

Question

Estoy leyendo un artículo sobre cómo funciona un opamp de carril a carril. Los materiales de Maxim y Dispositivo analógico todos mencionaron que, en un amplificador operacional convencional, la etapa de salida, en su esencia, es un par de NPN/PNP que forman un seguidor de emisor.

Se puede reconocer al instante que el principio de funcionamiento es similar a una etapa de salida push-pull que se encuentra en los amplificadores discretos de clase AB, la etapa de salida se utiliza como un buffer para la ganancia de corriente. La entrada está en el centro de los diodos, y como es un seguidor de emisor, la salida es una réplica de la entrada. Esta disposición conlleva una caída de Vbe, con lo que la salida nunca puede llegar a los raíles de alimentación.

Los artículos continúan explicando que, para superar esta limitación, en un amplificador de carril a carril, la etapa de salida es un par de transistores PNP/NPN que forman un amplificador de emisor común. Y en esta disposición, el swing de salida máximo sólo está limitado por Vce_sat, y es capaz de acercarse mucho al raíl.

Pero nunca he visto esta configuración antes ( La única vez que lo he visto antes, es en El Arte de la Electrónica como un mal ejemplo de un amplificador de clase B mal conectado - una vez que se aplica una entrada a las bases, ambos transistores se encienden y explotan... ).

¿Cómo se supone que funciona esta etapa de salida? ¿Cómo se aplica una entrada? ¿Hay algún ejemplo práctico de este circuito con transistores discretos?

Answer 1

La etapa CMOS ordinaria explota la misma idea en la que un FET PMOS y NMOS se conectan con sus drenajes como salida de tensión. Podemos verlo también en la estructura interna de un CFA (amplificador de realimentación de corriente)... y, por supuesto, en toda etapa diferencial con carga dinámica de espejo de corriente.

Aunque esta conexión es incorrecta (se trata de "luchar" contra las fuentes de corriente), garantiza una ganancia extremadamente alta. Podemos pensar que se trata de un "divisor de tensión dinámico" cuyas dos resistencias cambian vigorosamente en direcciones opuestas (como las resistencias parciales de un potenciómetro cuando movemos el deslizador). Así que necesita una retroalimentación negativa para mantener la tensión de salida en algún lugar entre los dos carriles de alimentación. Podemos ver el efecto de aplicar un NFB si simplemente conectamos la salida de una etapa CMOS a su entrada.

En las puertas digitales CMOS no es necesario.