Una carga activa o carga dinámica es un componente o circuito que funciona como una resistencia no lineal de corriente estable .
En el diseño de circuitos, una carga activa es un componente de circuito formado por dispositivos activos , como transistores , destinados a presentar una alta impedancia de señal pequeña pero que no requiere una gran caída de voltaje de CC, como ocurriría si en su lugar se usara una resistencia grande. Estas impedancias de carga de CA tan grandes pueden ser deseables, por ejemplo, para aumentar la ganancia de CA de algunos tipos de amplificadores . Lo más común es que la carga activa sea la parte de salida de un espejo de corriente [1] y se represente de manera idealizada como una fuente de corriente. Por lo general, es solo una resistencia de corriente constante que forma parte de toda la fuente de corriente, incluida también una fuente de voltaje constante (la fuente de alimentación V CC en las figuras siguientes).
En la Figura 1, la carga es una resistencia y la corriente a través de la resistencia está determinada por la ley de Ohm como:
Como consecuencia de esta relación, la caída de voltaje a través de la resistencia está ligada a la corriente en el punto Q. Si la corriente de polarización se fija por alguna razón de rendimiento, cualquier aumento en la resistencia de carga conduce automáticamente a un voltaje más bajo para V out . lo que a su vez reduce la caída de voltaje V CB entre el colector y la base, limitando la oscilación de la señal en la salida del amplificador (si la oscilación de salida es mayor que V CB , el transistor sale del modo activo durante parte del ciclo de la señal).
Por el contrario, utilizando la carga activa de la Figura 2, la impedancia de CA de la fuente de corriente ideal es infinita independientemente de la caída de voltaje V CC - V out , lo que permite incluso un valor grande de V CB . y en consecuencia una gran oscilación de la señal de salida.
Las cargas activas se utilizan con frecuencia en las etapas de entrada diferencial del amplificador operacional , para aumentar enormemente la ganancia.
En la práctica, la fuente de corriente ideal se reemplaza por un espejo de corriente , que es menos ideal en dos sentidos. Primero, su resistencia CA es grande, pero no infinita. En segundo lugar, el espejo requiere una pequeña caída de voltaje para mantener el funcionamiento (para mantener los transistores de salida del espejo en modo activo). Como resultado, el espejo de corriente limita la oscilación permitida del voltaje de salida, pero esta limitación es mucho menor que para una resistencia y tampoco depende de la elección de la corriente de polarización, lo que deja más flexibilidad que una resistencia en el diseño del circuito.
En el área de equipos de prueba electrónicos , se utiliza una carga activa para probar automáticamente fuentes de alimentación y otras fuentes de energía eléctrica para garantizar que su voltaje y corriente de salida estén dentro de sus especificaciones en una variedad de condiciones de carga, desde sin carga hasta carga máxima. .
Un método para probar cargas utiliza un conjunto de resistencias de diferentes valores e intervención manual. Por el contrario, una carga activa presenta a la fuente un valor de resistencia variado mediante control electrónico, ya sea mediante un dispositivo de ajuste analógico como un potenciómetro de vueltas múltiples o, en configuraciones de prueba automatizadas, mediante una computadora digital. La resistencia de carga a menudo se puede variar rápidamente para probar la respuesta transitoria de la fuente de alimentación .
Al igual que una resistencia, una carga activa convierte la energía eléctrica de la fuente de alimentación en calor. Por lo tanto , los dispositivos disipadores de calor (normalmente transistores ) en una carga activa deben diseñarse para resistir el aumento de temperatura resultante y, por lo general, se enfrían mediante disipadores de calor .
Para mayor comodidad, las cargas activas a menudo incluyen circuitos para medir la corriente y el voltaje entregados a las entradas, y pueden mostrar estas mediciones en lecturas numéricas.
