tranzistor compozit (Darlington tranzistor) - asocierea a două sau mai multe tranzistoare bipolare pentru a crește câștigul curent. Un astfel de tranzistor este utilizat în circuite care funcționează cu curenți mari (de exemplu, în Schemele regulatoare de tensiune, etapele de ieșire ale amplificatoarelor de putere), cât și în etapa de intrare a amplificatorului, dacă este necesar, pentru a oferi o impedanță mare de intrare.
Simbol compus tranzistor
Un tranzistor compozit are trei terminale (bază, emițător și colector), care sunt echivalente cu terminale convenționale singur tranzistor. Câștigul curent al unui tranzistor tipic compozit (numit uneori eronat „superbeta“) tranzistori de putere au ≈ 1000 și au tranzistori de mică putere ≈ 50000. Aceasta înseamnă că un curent de bază suficient de mică pentru a tranzistorului compozit deschis.
Spre deosebire bipolar, cu efect de câmp tranzistori nu sunt utilizate în includerea compozit. Se combină FETs nu este necesară, deoarece acestea au deja curent de intrare extrem de scăzut. Cu toate acestea, există scheme (de exemplu, izolate poarta tranzistor bipolar), care sunt utilizate în domeniul conjuncție și tranzistoare bipolare. Într-un sens, aceste scheme, de asemenea, își poate asuma tranzistori compozit. De asemenea, pentru tranzistorul compozit atinge valori în creștere câștig poate, reducerea grosimii bazei, dar acest lucru prezintă anumite dificultăți tehnice.
Exemple superbeta (super-β) tranzistori pot servi ca seria KT3102, KT3107. Cu toate acestea, ele pot fi, de asemenea, combinate Darlington. În acest caz, curentul de polarizare de bază poate fi făcută egală cu numai 50 CPD (exemple de astfel de sisteme sunt de tip opamp LM111 și LM316).
Fotografie de un tipic tranzistori amplificator compozit
Un tip de astfel de tranzistor inventat de inginerul electric Sidney Darlington (Sidney Darlington).
Diagrama schematică a tranzistorului compozit
Un tranzistor compozit este o conexiune în cascadă a mai multor tranzistori incluse, astfel încât în sarcina emițător din etapa anterioară este o joncțiune bază-emitor a tranzistorului din etapa următoare, adică tranzistori sunt conectate la colectoarele și emitorul tranzistorului de intrare este conectat la baza ieșirii. Mai mult, în compoziția pentru a accelera circuitul de închidere poate fi utilizat sarcină rezistivă primul tranzistor. O astfel de compus, în general, considerat ca un tranzistor, factorul de amplificare curent la care tranzistori în modul activ este aproximativ egală cu produsul dintre câștigurile primului și celui deal doilea tranzistor:
Noi arată că tranzistorul compozit nu β coeficient. semnificativ mai mare decât cea a două componente ale sale. Punerea increment = dlb1 DLB. obținem:
Împărțind DLK pe DLB. vom găsi un coeficient rezultat de transmisie diferențială:
Ca întotdeauna p> 1. Acesta poate fi considerat:
Trebuie subliniat faptul că coeficienții p1 și β1 poate varia chiar dacă același tip de tranzistori ca emițător curent IE2 1 + β2 ori emițător curent IE1 (aceasta rezultă din ecuația evidentă IB2 = IE1).
Darlington pereche tranzistori schema de conectare similară Shiklai, numit după inventatorul său, George Shiklai, de asemenea, denumite uneori ca un tranzistor Darlington complementar. Spre deosebire de circuitul Darlington format din doi tranzistori de un tip de conductivitate, circuitul Shiklai cuprinde tranzistori de polaritate diferită (p - n - p și n - p - n). Asocierea se comporta ca Shiklai n - p - n c -tranzistor câștig mare. Tensiunea de intrare - o tensiune între bază și emitor a tranzistorului Q1, iar tensiunea de saturație este, cel puțin căderea de tensiune pe diodă. Între baza și emitorul tranzistorului Q2 este recomandat pentru a include un rezistor cu o rezistență mică. Un astfel de sistem este folosit în mare putere în doi timpi etape de ieșire folosind tranzistori de ieșire de aceeași polaritate.
Cascade Shiklai tranzistor similare cu n - p - n tranziție
tranzistor compozit format prin așa-numitul circuitul cascadă, caracterizat prin aceea că tranzistorul VT1 este activat prin tranzistorul comun-emitor VT2 și - pe baza comună. Un astfel de tranzistor compozit este echivalent cu un singur tranzistor inclus în circuit cu emitor comun, dar are un proprietăți de frecvență mult mai bună și o mai mare putere nedistorsionată în sarcină, și permite, de asemenea, pentru a reduce semnificativ efectul Miller (creșterea capacitatea echivalentă a elementului amplificator inversor cauzate de feedback de ieșire intrarea elementului atunci când acesta este oprit).
Avantaje și dezavantaje ale tranzistoarelor compozit
Valori ridicate ale câștig în tranzistor compozit sunt realizate numai într-un mod static, cu toate acestea tranzistori constituente sunt larg utilizate în etapa de intrare a amplificatoarelor operaționale. În circuitele de la tranzistoare componente de înaltă frecvență nu mai au astfel de avantaje - frecvența de tăiere performanță amplificare curentă și tranzistori componente este mai mică decât aceiași parametri pentru fiecare tranzistor VT1 și VT2.
a) Un câștig curent ridicat.
b) Schema Darlington fabricat ca circuite integrate în același curent și suprafața de lucru de siliciu este mai mică decât cea a tranzistoare bipolare. Aceste scheme sunt de mare interes la tensiuni înalte.
a) performanță slabă, în special trecerea de la deschis la închis. Din acest motiv, tranzistori de componente sunt utilizate în principal în cheia de joasă frecvență și amplificare circuite la frecvențe ridicate parametrii lor, mai rău decât cea a unui singur tranzistor.
b) Căderea de tensiune directă în întreaga bază-emitor Darlington aproape de două ori mai mare decât în tranzistor convențional și tranzistori de siliciu este de aproximativ 1,2 - 1,4 V (nu poate fi mai mică decât dublul căderea de tensiune pe PN tranziție).
c) O saturație de tensiune mare colector-emitor pentru un tranzistor de siliciu de aproximativ 0,9 V (față de 0,2 în tranzistori obișnuite) pentru tranzistori de putere mică, și aproximativ 2 pentru tranzistori de mare putere (nu poate fi mai mică decât căderea de tensiune pe PN tranziție plus căderea de tensiune pe intrare tranzistor saturat).
Aplicație R1 pull-up rezistor poate îmbunătăți unele dintre caracteristicile tranzistorului compozit. Valoarea de rezistor este ales cu speranța că actualul colector-emițător de tranzistor VT1 închis creând căderea de tensiune rezistor, insuficientă pentru a deschide tranzistorul VT2. Astfel, VT1 curent de scurgere tranzistor este amplificat de tranzistorul VT2, reducând astfel curentul total al colector-emitor a tranzistorului compozit în stare închisă. În plus, utilizarea rezistorului R1 crește performanța tranzistor compozit datorită forțarea închiderii VT2 tranzistor. În mod obișnuit, R1 este rezistența la sute de ohmi tranzistor de putere Darlington și câteva ohmi în tranzistor-mic semnal Darlington. Un exemplu de un circuit cu rezistență degenerare emițător este un puternic n-p-n - tip kt825 Darlington tranzistor, factorul său de amplificare curent este egală cu 10000 (valoare tipică) pentru curentul de colector de 10 A.