¿Qué es un regulador de baja caída?

Un regulador de baja caída es un regulador de voltaje especial que mantiene una salida estable a un nivel de voltaje de entrada solo ligeramente superior al voltaje de salida. Los reguladores de voltaje estándar requieren un voltaje de entrada que sea mayor en más de aproximadamente 5 voltios (V) que el voltaje de salida. El regulador de baja caída podrá mantener una regulación de voltaje estricta incluso cuando la entrada sea más alta solo en 1 V o menos. En general, se necesitan reguladores de voltaje porque casi todos los circuitos electrónicos necesitan un voltaje constante de corriente continua (CC). El regulador de voltaje lineal utiliza un dispositivo de paso en serie, un transistor de unión bipolar (BJT) o un transistor de efecto de campo (FET), que regula el voltaje de carga.

El regulador de voltaje es la aproximación más cercana a una fuente de voltaje ideal. Por definición, la fuente de voltaje ideal tiene cero resistencia interna, pero las fuentes de voltaje del mundo real tienen una cantidad significativa de resistencia interna. Si una fuente de alimentación de 15 V tiene una resistencia interna de 1 ohm sin carga, parece una fuente de alimentación ideal. Con una corriente de carga de 1 amperio (A), la salida se convierte en 14 V, a 2 A la salida es 13 V, y así sucesivamente. Se puede conectar un regulador de baja caída a la fuente de alimentación mencionada y podrá proporcionar una salida constante de 9 V con una corriente de carga que varía de 0 a aproximadamente 5.8 A.

La corriente de reposo, que es necesaria para mantener el circuito de referencia y comparación que mantiene el voltaje regulado, se puede medir en la condición "sin carga". Una corriente de reposo más baja significa un regulador más eficiente. Un regulador de caída no baja termina con alto corriente de reposo porque la circuitería de referencia necesita una corriente de reserva relativamente más alta para mantener la regulación a corrientes de carga más altas. Tendrá una circuitería de referencia que puede no permitir un voltaje de entrada demasiado cercano al voltaje de salida regulado. Los reguladores de baja caída son reguladores simplificados que generalmente tienen corrientes de reposo más altas pero calificaciones de eficiencia más bajas.

El regulador de baja caída generalmente usa el colector abierto para el BJT o la configuración de drenaje abierto para una versión FET. En un circuito de colector abierto, la salida regulada aparece en el colector de un BJT. Este voltaje de salida es muestreado por un divisor de resistencia donde el voltaje reducido se compara con una referencia que también ha sido reducida por el mismo factor que el voltaje de salida. Con la ganancia muy alta de amplificadores operacionales, las muestras reducidas se comparan y rastrean extremadamente rápido. El resultado es un voltaje de salida de alta precisión con alta estabilidad a corto y largo plazo.