Esse problema de circuito tem uma solução sem um amplificador operacional?

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Eu estava analisando a definição de seguidor de tensão neste site http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-follower

E um problema básico foi apresentado, e um seguidor de tensão de amp op como solução.

Esse problema pode ser resolvido sem um amplificador operacional?

operational-amplifier circuit-analysis voltage-divider

— sonslikefiziks
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Você está perguntando por razões práticas, ou apenas por curiosidade? Tenho certeza de que o amplificador operacional é a melhor maneira de lidar com isso. Mas se a tensão não precisar ser muito precisa, talvez seja possível fazê-lo com alguns transistores.

— Mckith

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Para uma carga constante conhecida, sua solução é trivialmente resolvida apenas considerando a carga no cálculo do divisor. Você usa um sistema de feedback (amplificador operacional ou outro) para uma carga desconhecida ou variável.

— Chris Stratton

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Qual é a questão real aqui? Nem todo mundo vai clicar no link para descobrir.

— precisa saber é o seguinte

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Sim, mais ou menos. Em contraste com o desenho que mostra claramente uma resistência de carga fixa. Para a carga fixa representada, você pode fazer o resistor superior 100 ohms (com potência adequada!) E deixar o local do resistor inferior desocupado. Mas muitas cargas reais variam em uso.

— Chris Stratton

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Sim. Dependendo do objetivo REAL, e do que está disponível, esse circuito pode ser substituído por muitas coisas. Por exemplo, você pode substituir o amplificador operacional por um regulador de tensão de 5V. Tecnicamente, isso não é um amplificador operacional.

— Mckith

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Oh puxa. Eu vejo uma solução de diodo / BJT e uma solução MOSFET.

Ninguém fez as soluções óbvias somente para BJT.

Então, eu também poderia adicioná-los agora:

esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Aqui, eu estou começando com um seguidor PNP e em cascata com um seguidor NPN (à esquerda). Ou, em cascata um seguidor NPN por um seguidor PNP (à direita). De qualquer maneira, se você definir as coisas de modo que , em seguida, as correntes de colector será semelhante e o valores, por conseguinte, também semelhantes. (Pode ser ajustado facilmente, é claro, para melhorá-lo.) $R_1\approx R_2$ $V_{BE}$

$V_{BE}$

Coloque um divisor de resistor na entrada, se desejar.

Como essa idéia foi perdida? Eu não sei.

— jonk
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Então R2 seria a carga de 100Ohm que seria igual a 100ohm em R1 e a junção de dois resistores de 10k entraria na entrada?

— soundslikefiziks

R_{2}

$R_2$

R_{2}

$R_2$

Q_{2}

$Q_2$

R_{1} \approx R_{2}

$R_1\approx R_2$

60 mV

$60\:\text{mV}$

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@soundslikefiziks "Seguidor em cascata de PNP + NPN?" Não sei se tem nome. Hmm ... Isso significa que mesmo através de milhares de engenheiros descobriram, redescobriram e aprenderam sobre esse circuito por muitas décadas ... que ninguém o nomeou ??? Ah hah !! Eu reivindico isso topologia de circuito muito pisoteada, mas ainda sem nome, e por este e a partir de agora o nomeio e chamo de circuito "Seguidor JK" !! ;) Que o nome viva por muito tempo e prospere.

— jonk

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@soundslikefiziks É ótimo ouvir isso. Agora, basta enviar isso para os autores do livro! Podemos adicionar o JK-Follower ao pedestal de Darlington e Sziklai.

— 21418 jonk

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@SpehroPefhany Se eu fosse um pouco menos sério, eu poderia. Ele foi maravilhoso no passado e eu não pensaria duas vezes em escrever. (Ele provavelmente ainda está terrivelmente ocupado.) Mas como eu tenho certeza que você está ciente, estou apenas brincando. Eu provavelmente vi essa idéia pela primeira vez por volta de 1990, por causa da 2ª edição do AofE. Memória fraca me impede de ter certeza. Eu procurei nas 2ª e 3ª edições, ontem à noite, encontrei o circuito, mas não o encontrei. Talvez eu devesse escrever apenas para ver se ele sabe onde ouviu pela primeira vez.

— 21418

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Aqui está uma pequena variação na resposta de Tony. Se você gosta, por favor vote também na resposta dele.

Em seu circuito, D1 basicamente cancela a queda de tensão Vbe de Q1.

Nesse circuito, M1 deve cancelar os Vgs (th) de M2. A idéia é que, usando o MOS, carregaremos o divisor ainda menos. No entanto, se o Vgs (th) de M1 e M2 não for correspondido, o circuito de Tony poderá produzir um resultado melhor.

esquemático

^{simule este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

— mkeith
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esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Por que precisamos do diodo aqui? existe outro objetivo além de aumentar ligeiramente a tensão através de R3?

— soundslikefiziks

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Outra solução que não utiliza um amplificador operacional é um LDO.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2

O diodo e o método seguidor de emissor complementar anulam o deslocamento criado ao armazenar em buffer alguma razão R.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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O problema com a maioria dessas respostas BJT é que a impedância de entrada é baixa. Isso significa que tudo o que você alimenta deve ter uma impedância ainda menor. Além disso, a corrente do inversor é definida pelos pull-ups e pelo Hfe, assim você fica muito limitado quanto à carga que pode ser pequena.

Na verdade, os seguidores de tensão têm cinco requisitos.

A tensão de saída deve seguir a tensão de entrada
A impedância de entrada deve ser alta
A impedância de saída deve ser baixa
A saída deve ser push-pull.
A saída deve poder aproximar-se, se não completamente, dos dois trilhos.

O circuito abaixo fornece um seguidor de tensão push-pull com impedância de entrada muito maior e impedância de saída mais baixa.

Encontrar MOSFETs de pares combinados / duplos com Vgs e Rds_on baixos é, no entanto, importante.

esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Eu não recomendaria este aqui para rastrear sinais de alta frequência.

É claro que, quando você adiciona tudo o que usou, custa muito mais bens imobiliários e custos do que um simples circuito Op-Amp.

— Trevor_G
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Os dois resistores de 10K podem ser substituídos por dois diodos Zener de 5V. Não seria tão bom quanto usar um amplificador operacional. Depende da estabilidade dos 5V para a carga. Isso pode causar muito desperdício de energia, especialmente se a fonte de 10V for alta.

Por esse motivo, o resistor de 10K superior pode ser substituído por um Zener de 5V e o inferior deixado em aberto.

Se um divisor de tensão resistiva for necessário, os resistores de 10K poderão ser substituídos por 10 ohm ou menos. Use 1 ohm, por exemplo. Muito desperdício.

— Apanhador de Sonhos
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Voto negativo sem comentários? Fala?

— dreamcatcher

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Sua resposta abrange o modo de vida "muito esbanjador". Ninguém em sua mente sã jamais os implementaria na realidade. Sua resposta mal é adequada para simulações. Esta não é uma resposta correta para ser usada na vida real.

— Harry Svensson

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dois diodos Zener de 5V em série podem significar amplificadores se o total real Vz> Vcc .... = potência perdida e provavelmente fumaça perdida. 2x10 ohms não é muito melhor. Embora a sugestão do meio seja aceitável, se a carga for consistente.

— Trevor_G