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En este documento, se presentan los conceptos básicos relacionados con Diodos, Transistores y Amplificadores Operacionales, con énfasis en el diseño de una fuente reguladora de voltaje utilizando un transistor Darlington (2N6059). Se realizan cálculos de resistencias de carga y se evalúa la potencia disipada en el transistor. Además, se discute la protección contra cortocircuitos mediante el uso de un arreglo de limitación constante de corriente.
Tipo: Apuntes
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Dentro de esta temática correspondiente a la unidad tres, se manejan diferentes conceptos relacionados con Diodos, Transistores y Amplificadores Operacionales, estas temáticas nos han ayudado a desarrollar las diferentes etapas correspondientes a la construcción de una fuente reguladora de voltaje con todas sus características fundamentales como son los amplificadores operacionales diseño de circuito regulador de tensión, elementos de control de carga, características del transistor Darlinton N6059, este último siendo fundamental para la construcción de dicha fuente se procede a realizar los diferentes cálculos de valores de resistencia de carga, y por último la protección que puede brindar este dispositivo para los diferentes dispositivos en el que se empleara dicha fuente.
EL ELEMENTO DE CONTROL El amplificador operacional no tiene la propiedad de poder manejar grande corrientes en su salida es por ello que al diseñar un circuito regulador de tensión se emplean transistores como elementos para el control de la carga, los transistores ofrecen la solución para lograr tener corrientes altas en la carga. Para el diseño de la fuente de alimentación se solicita se emplee un transistor Darlington y en las librerías de componentes de PSpice se cuenta con el transistor Darlington cuyo número de referencia es 2N6059 es necesario comprobar si este transistor es adecuado usarlo en el diseño del regulador serie teniendo en cuenta los parámetros de la hoja de características dada por el fabricante frente a los requerimientos del diseño. 3.1 De la hoja característica del Transistor 2N6059 completar la siguiente tabla: I (^) c hfe V (^) CEO Ptot IB 12 A IC = 6 A VCE = 3 V 750 IC = 12 A VCE = 3 V 100 100 V 150 W 0.2 A
3.2 Teniendo en cuenta que se requiere una corriente de carga IL= 800mA y se conoce también el voltaje de salida regulado calcular el valor de la resistencia de carga RL RL 15 Ω Corriente de carga regulada: 800mA Voltaje DC de salida regulado: 12V RL =
− 3 A
3.3 con el objetivo de conocer si el transistor 2N6059 soporta la potencia que se disipara para una corriente de carga de 800mA o calcular el valor de la potencia disipada en el transistor teniendo en cuenta las siguientes formulas: PD = V (^) CE ∗ I (^) L V (^) CE = V (^) s − V (^) sal PD 6.4 W
Finalmente con el objetivo de proteger los dispositivos que conforman la fuente de alimentación es necesaria la implementación de alguna técnica de protección contra corto circuito, es por ello que se usara el arreglo de limitación constante de corriente el cual para este diseño limitará a 950 mA la máxima corriente a circular en la carga ISL 3.5 Calcule el valor de R lim ¿ ¿: R lim ¿ ¿ 7.36 Ω Utilizamos la formula Isl =
Voltaje base emisor V (^) E =0.7 V Limitación de corriente LC =^950 mA
Isl =
− 3 A
3.6. Explique cómo funciona esta técnica de protección y cuál es su principal desventaja. R/. Al analizar esta técnica encontramos que las corrientes manejadas son pequeñas y que si su valor se acerca a cero, hay puntos donde la impedancia es pequeña teniendo la posibilidad de presentarse variaciones que dañen los componentes del circuito.
Moreno, I. (s.f). Los Filtros. Disponible en: http://campus04.unad.edu.co/campus04_20152/mod/lesson/view.php Teoría de amplificadores operacionales Mijarez, R. (2014). Electrónica (pp. 81 - 107). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action? ppg=102&docID=11013154&tm= Circuitos básicos Mijarez, R. (2014). Electrónica (pp. 108 - 114). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action? ppg=129&docID=11013154&tm= Circuitos de propósito especial Mijarez, R. (2014). Electrónica (pp. 115 - 122). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action? ppg=136&docID=11013154&tm= Williams, A. (1988). Amplificadores operacionales: teoría y sus aplicaciones. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action? ppg=1&docID=10433902&tm=
