En electrónica , el par Sziklai , también conocido como par de retroalimentación complementaria , es una configuración de dos transistores bipolares , similar a un par Darlington . [1] A diferencia de la disposición Darlington, el par Sziklai tiene un transistor NPN y uno PNP , por lo que a veces también se lo llama "Darlington complementario". La configuración recibe su nombre de George C. Sziklai , considerado su inventor. [ cita requerida ]
La ganancia de corriente del par Sziklai es similar a la de un par Darlington y es el producto de las ganancias de corriente de los dos transistores. La figura 1 muestra un par NPN-PNP que actúa como un solo transistor NPN en general.
En una aplicación típica, el par Sziklai actúa de forma similar a un único transistor del mismo tipo (por ejemplo, NPN) que Q1, pero con una ganancia de corriente muy alta (β). El emisor de Q2 funciona como un colector. Por lo tanto, el emisor de Q2 está etiquetado como "C" en la Figura 1. Asimismo, en una aplicación típica, el colector de Q2 (también conectado al emisor de Q1) funciona como un emisor y, por lo tanto, está etiquetado como "E". Al igual que con un par Darlington, se puede conectar una resistencia (por ejemplo, de 100 Ω a 1 kΩ) entre el emisor y la base de Q2 para mejorar su tiempo de apagado (es decir, mejorar su rendimiento para señales de alta frecuencia). [1]
Una ventaja sobre el par Darlington es que el voltaje de encendido de base es de solo 0,6 V, o aproximadamente la mitad del voltaje de encendido nominal de 1,2 V del Darlington. Al igual que el Darlington, puede saturarse a solo 0,6 V, lo que es una desventaja para las etapas de alta potencia.
Los pares de retroalimentación complementarios se utilizan a menudo en las etapas de salida de los amplificadores de potencia debido a sus ventajas tanto en linealidad como en ancho de banda en comparación con las etapas de salida de seguidor de emisor Darlington más comunes. Son especialmente ventajosos en amplificadores donde la carga prevista no requiere el uso de dispositivos paralelos. [2]
Los pares de retroalimentación complementarios también pueden tener el beneficio de una estabilidad térmica superior en las condiciones adecuadas. A diferencia de la configuración Darlington tradicional, la corriente de reposo es mucho más estable con respecto a los cambios en la temperatura de los transistores de salida de mayor potencia en comparación con los controladores de menor potencia. [3] Esto significa que una etapa de salida Sziklai en un amplificador de clase AB solo requiere que el transistor servo de polarización o los diodos se adapten térmicamente a los transistores del controlador de menor potencia; no necesitan (y no deberían) colocarse en el disipador de calor principal. Esto simplifica potencialmente el diseño y la implementación de un amplificador de clase AB estable , reduciendo la necesidad de resistencias de emisor. [4] Esto reduce significativamente la cantidad de componentes que deben estar en contacto térmico con el disipador de calor y reduce la probabilidad de fuga térmica.
La corriente de reposo óptima en un amplificador que utiliza pares de retroalimentación complementarios también tiende a ser mucho menor que en las etapas de salida basadas en Darlington, del orden de 10 mA frente a 100 mA o más para algunas etapas de salida de seguidor de emisor. Esto significa que el consumo de energía en reposo es del orden de unos pocos vatios frente a decenas de vatios para el mismo rendimiento en muchos casos. [2] Esta es una razón muy convincente para utilizar el par Sziklai en casos en los que la potencia de salida es moderada (25 W a 100 W), la fidelidad es fundamental y se desea un consumo de energía en reposo relativamente bajo.
Históricamente, los diseñadores utilizaban con frecuencia la configuración "cuasi complementaria", que utiliza un par de pulsadores Darlington (es decir, 2 transistores NPN) y un par de pull con retroalimentación complementaria (es decir, 1 transistor PNP y 1 transistor NPN). Esta configuración, que utiliza 3 transistores NPN y 1 transistor PNP, era ventajosa porque durante décadas los transistores de señal pequeña más comunes eran los PNP de germanio (los transistores de potencia PNP de silicio se desarrollaron más lentamente y durante años fueron más caros que sus contrapartes NPN). Alternativamente, si se utilizaba un dispositivo PNP de germanio, tendría características significativamente diferentes a las del transistor NPN de silicio. En la topología cuasi complementaria, el rendimiento del par pull inferior, que utiliza un solo transistor NPN, se asemeja más al rendimiento del par de pulsadores superior, que consta de dos transistores NPN y un dispositivo de potencia idéntico. [3]
Durante décadas, la etapa de salida cuasi complementaria tuvo sentido; pero como los transistores de potencia PNP y NPN ahora están igualmente disponibles y tienen características de rendimiento más coincidentes, los amplificadores de potencia de audio modernos a menudo usan topologías equivalentes para ambos pares: 2 Darlingtons o 2 pares Sziklai. [3] [4]