¿Cuáles son las razones prácticas para usar un seguidor de voltaje?

  

¿Podría dar un ejemplo particular de por qué se usa un seguidor de voltaje?

Un seguidor de voltaje típicamente tiene una impedancia de entrada muy alta y una impedancia de salida muy baja. ¿Por qué es esto importante o necesario?

Bueno, a menudo ocurre que una etapa de amplificador de voltaje tendrá una impedancia de salida moderadamente alta. Esta impedancia de salida formará un divisor de voltaje con la impedancia de carga y reducirá la ganancia de voltaje de la etapa. Por ejemplo:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí, modelo un amplificador de voltaje con una ganancia de circuito abierto (descargado) de 100 y una resistencia de salida de \ $ 1k \ Omega \ $.

Pero, con una carga \ \ $ 8 \ Omega \ $ conectada, la carga se reduce a

$$ A_v = 100 \ dfrac {8} {8 + 1000} = 0.794 $$

¡La ganancia de voltaje de la etapa se reduce a menos de 1!

Sin embargo, al insertar un seguidor de voltaje (ideal) entre el amplificador y la carga:

^{simular este circuito}

La ganancia de voltaje global loaded ahora es 100, la ganancia de voltaje sin carga .

Esto puede parecer paradójico ya que el seguidor de voltaje tiene una ganancia de voltaje de 1, pero recuerde que el seguidor de voltaje aún es un amplificador. Es decir, aumenta la potencia de la señal.

Específicamente, al presentar un circuito abierto (o efectivamente abierto) en la etapa anterior del amplificador de voltaje, no se requiere (o efectivamente no) potencia de señal para impulsar al seguidor de voltaje y, por lo tanto, no se pierde potencia de señal en el Resistencia de salida del amplificador de voltaje

Y, al presentar una impedancia de salida cero (o efectivamente cero) a la carga, no se pierde (o efectivamente no) la potencia en la resistencia de salida del seguidor de voltaje .

Entonces decimos que el seguidor de voltaje es un buffer entre el amplificador de voltaje y la carga.

Los seguidores de voltaje generalmente se usan para aislar etapas entre sí. Un seguidor de voltaje generalmente tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida. Esto significa que cualquier circuito que esté suministrando la señal de entrada no tiene que proporcionar mucha corriente, mientras que la salida del seguidor de voltaje puede suministrar mucha más corriente a la siguiente etapa.

Los seguidores de voltaje se pueden usar para aislar etapas de filtro entre sí cuando se construyen filtros de múltiples etapas. Se pueden usar para aislar sensores de la electrónica de lectura, por ejemplo, separar un termopar o un termistor de un ADC. Se pueden usar para impulsar los ADC, ya que los ADC pueden generar corriente en grandes ráfagas cuando muestrean su entrada, y esto puede ser perjudicial para cualquier circuito que pueda estar generando la señal.

2 ejemplos:

1) imagina que tienes una fuente de voltaje fijo de 8 V y necesitas sacar 4 V de ella. Un simple divisor de voltaje no funcionaría ya que el voltaje dependería de una carga. Un divisor de voltaje seguido por el seguidor de voltaje funcionaría.

2) imagine que su microcontrolador puede suministrar 1 mA pero necesita al menos 10 o 20 mA para conducir algo (por ejemplo, LED, relé, etc.). La mayoría de los amplificadores operacionales utilizados en seguidores de voltaje pueden suministrar más corriente que los pines MC IO

Hace lo que dice en la lata; El emisor sigue el voltaje en la base, pero eso en sí mismo no es ni la mitad de la historia porque un poco de cable podría hacer lo mismo.

El punto es que un seguidor de emisores proporciona el mismo voltaje pero con una capacidad de corriente muy ampliada. El emisor puede accionar un motor o un altavoz en circunstancias en las que la señal a la base podría no ser lo suficientemente potente como para encender un led.

La capacidad de ganancia de voltaje de la unidad del circuito seguidor de voltaje lo hace elegible para obtener el voltaje de salida deseado, tanto analógico como digital