Perdonad mi falta de comprensión y si esto está contestado en algún sitio que no he encontrado, pero... He visto un montón de respuestas con respecto a cómo utilizar un par darlington para conmutar, digamos, una carga de 12V 1A utilizando una señal de 3,3V 50mA (sólo un ejemplo, no todos los valores están determinados para mi aplicación,) pero lo que no me queda claro es por qué en las soluciones que utilizan un par darlington, la carga siempre se coloca en el lado de alta del transistor (s). Mientras que conmutar el lado bajo es común y funcionalmente está bien, en mi aplicación, por razones de seguridad, preferiría conmutar el lado alto de la carga. Entonces, ¿es correcto poner la carga en la salida de un transistor de par Darlington?
Respuestas
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Ariser
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Para aclarar: Si escribes "poner la carga en el lado alto" significa "conmutación en el lado bajo".
En la sección de comentarios de su pregunta hay un montón de enlaces a las tuercas y los pernos de la conmutación de alta lado. Muestra cómo es la complejidad de la conmutación en el lado alto y dónde están las trampas. Pero, ¿por qué es más difícil? ¿No se puede poner la carga simplemente en el emisor?
Comparemos estos dos circuitos, suponiendo una ganancia directa de 1000 para el BJT-Darlington. El primer circuito permite hasta 0,6 A en el colector en modo lineal, ya que la caída de tensión sobre la resistencia de base es de 0,6 V debido a que las dos tensiones de base suman 1,4 V. Esto no se alcanzará, porque la carga sólo permite una corriente de 100 mA con la tensión dada. Por supuesto, los transistores abandonarán el modo lineal y entrarán en saturación, lo que no es un problema real en una aplicación de conmutación. La corriente real a través de la carga sólo está limitada por la tensión de saturación, que puede ser tan baja como 0,3 V con los BJT modernos. Así que la corriente puede subir hasta 97 mA.
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
El segundo circuito no hará lo que queremos. Debido a que la corriente de base entra en el nodo en el extremo superior de la carga, lo que significa que para que una corriente de base fluya en absoluto, la tensión a través de la carga no puede elevarse por encima de la tensión de control menos 1,4 V, que es de nuevo sólo 0,6 V, pero esta vez limitando toda la corriente del emisor a 6 mA. Esto no es probablemente, lo que querías lograr.
Depende de lo bien disipado que esté el transistor darlington y de si su caída de tensión adicional es importante.
Cuando se utiliza un par darlington con una carga de colector, la caída de tensión es de alrededor de 1v, es decir, un VBE de alrededor de 0,7v para el primer transistor, y un VCEsat para el segundo.
Cuando se utiliza un par Darlington con una carga de emisor, la caída de tensión es del orden de 1,5 V, un VBE para cada transistor, y a menudo un poco más dependiendo de la intensidad con que deban ser accionados. Eso suponiendo que la tensión de base se pueda llevar hasta el carril positivo. Si no se puede, y todos los dispositivos necesitan cierta caída a través de ellos para generar corriente, entonces se añade directamente una caída de tensión adicional a la salida. Una mayor caída de tensión significa no sólo una menor tensión de carga, sino también un mayor calentamiento del darlington.
Existen darlingtons PNP que permiten conmutar en el lado positivo con la carga en el colector.
