Транзисторы дарлингтона справочник: Транзисторы Дарлингтона | Электронные компоненты. Дистрибьютор и магазин онлайн

Содержание

Транзисторы дарлингтона справочник | spravochnik.bitballoon.com

При проектировании радиоэлектронных схем часто бывают ситуации, когда желательно иметь транзисторы с параметрами лучше тех, которые предлагают производители радиоэлементов. В некоторых случаях нам может потребоваться больший коэффициент усиления по току h₂₁, в других большее значение входного сопротивления h₁₁, а в третьих более низкое значение выходной проводимости h₂₂. Для решения перечисленных проблем отлично подходит вариант использования электронного компонента о котором мы поговорим ниже.

Приведенная чуть ниже схема эквивалентна одиночному n-p-n полупроводнику. В данной схеме ток эмиттера VT1 является током базы VT2. Коллекторный ток составного транзистора определяется в основном током VT2.

Это два отдельных биполярных транзистора на выполненные на одном кристалле и в одном корпусе. Там же и размещается нагрузочный резистор в цепи эмиттера первого биполярного транзистора. У транзистора Дарлингтона те же выводы, что и у стандартного биполярного транзистора – база, коллектор и эмиттер.

Как видим из рисунка выше, стандартный составной транзистор это комбинация из нескольких транзисторов. В зависимости от уровня сложности и рассеиваемой мощности в составе транзистора Дарлингтона может быть и более двух.

Основное плюсом составного транзистора является значительно больший коэффициент усиления по току h₂₁, который можно приблизительно вычислить по формуле как произведение параметров h₂₁ входящих в схему транзисторов.

Так если коэффициент усиления первого равен 120, а второго 60 то общий коэффициент усиления транзистора Дарлингтона равен произведению этих величин – 7200.

Но учитывайте, что параметр h31 достаточно сильно зависит от коллекторного тока. В случае когда базовый ток транзистора VT2 достаточно низок, коллекторного VT1 может не хватить для обеспечения нужного значения коэффициента усиления по току h₂₁. Тогда увеличением _h31 и, соответственно, снижением тока базы составного транзистора можно добиться роста тока коллектора VT1. Для этого между эмиттером и базой VT2 включают дополнительное сопротивление, как показано на схеме ниже.

Вычислим элементы для схемы Дарлингтона, собранной, например на биполярных транзисторах BC846A, ток VT2 равен 1 мА. Тогда его ток базы определим из выражения:

При таком малом токе в 5 мкА коэффициент h₂₁ резко снижается и общий коэффициент может оказаться на порядок меньше расчетного. Увеличив ток коллектора первого транзистора при помощи добавочного резистора можно значительно выиграть в значении общего параметра h₂₁. Так как напряжение на базе является константой (для типового кремниевого трех выводного полупроводника u_бэ = 0,7 В), то сопротивление можно рассчитать по закону Ома:

При этом мы можем рассчитывать на коэффициент усиления по току до 40000. Именно по такой схеме построены многие супербетта транзисторы.

Добавив дегтя упомяну, что данная схема Дарлингтона обладает таким существенным недочетом, как повышенное напряжение U_кэ. Если в обычных транзисторах напряжение составляет 0,2 В, то в составном транзисторе оно возрастает до уровня 0,9 В. Это связано с необходимостью открывать VT1, а для этого на его базу необходимо подать напряжение уровнем до 0,7 В (если при изготовлении полупроводника использовался кремний).

В результате чтоб исключить упомянутый недостаток, в классическую схему внесли незначительные изменения и получили комплементарный транзистор Дарлингтона. Такой составной транзистор составлен из биполярных приборов, но уже разной проводимости: p-n-p и n-p-n.

Российские, да и многие зарубежные радиолюбители такое соединение называют схемой Шиклаи, хотя эта схема называлась парадоксной парой.

Типичными минусом составных транзисторов, ограничивающими их применение является невысокое быстродействие, поэтому они нашли широкое использование только в низкочастотных схемах. Они прекрасно работают в выходных каскадах мощных УНЧ, в схемах управления двигателями и устройствами автоматики, в схемах зажигания автомобилей.

На принципиальных схемах составной транзистор обозначается как обычный биполярный. Хотя, редко, но используется такое условно графическое изображение составного транзистора на схеме.

Одной из самых распространенных считается интегральная сборка L293D – это четыре токовых усилителя в одном корпусе. Кроме того микросборку L293 можно определить как четыре транзисторных электронных ключа.

Выходной каскад микросхемы состоит из комбинации схем Дарлингтона и Шиклаи.

Кроме того уважение у радиолюбителей получили и специализированные микросборки на основе схемы Дарлингтона. Например ULN2003A. Эта интегральная схема по своей сути является матрицей из семи транзисторов Дарлингтона. Такие универсальные сборки отлично украшают радиолюбительские схемы и делают их более функциональными.

Зарядный ток через батарею в зависимости от напряжения на ней (прикладываемого к Б-Э переходу VT1), регулируется транзистором VT1, коллекторным напряжением которого управляется индикатор заряда на светодиоде (по мере зарядки ток заряда уменьшается и светодиод постепенно гаснет) и мощный составной транзистор, содержащий VT2, VT3, VT4.

Сигнал требующий усиления через предварительный УНЧ подается на предварительный дифферециальный усилительный каскад построенный на составных транзисторах VT1 и VT2. Использование дифференциальной схемы в усилительном каскаде, снижает шумовые эффекты и обеспечивает работу отрицательной обратной связи. Напряжение ОС поступает на базу транзистора VT2 с выхода усилителя мощности. ОС по постоянному току реализуется через резистор R6.

В момент включения генератора конденсатор С1 начинает заряжаться, затем открывается стабилитрон и сработает реле К1. Конденсатор начинает разряжаться через резистор и составной транзистор. Через небольшой промежуток времени реле выключается и начинается новый цикл работы генератора.

1с запрос справочник иерархия

Составной транзистор. Транзисторная сборка Дарлингтона.

Если открыть любую книгу по электронной технике, сразу видно как много элементов названы по именам их создателей: диод Шоттки, диод Зенера (он же стабилитрон), диод Ганна, транзистор Дарлингтона.

Инженер-электрик Сидни Дарлингтон (Sidney Darlington) экспериментировал с коллекторными двигателями постоянного тока и схемами управления для них. В схемах использовались усилители тока.

Инженер Дарлингтон изобрёл и запатентовал транзистор, состоящий из двух биполярных и выполненный на одном кристалле кремния с диффундированными n (негатив) и p (позитив) переходами. Новый полупроводниковый прибор был назван его именем.

В отечественной технической литературе транзистор Дарлингтона называют составным. Итак, давайте познакомимся с ним поближе!

Устройство составного транзистора.

Как уже говорилось, это два или более транзисторов, изготовленных на одном полупроводниковом кристалле и запакованные в один общий корпус. Там же находится нагрузочный резистор в цепи эмиттера первого транзистора.

У транзистора Дарлингтона те же выводы, что и у всем знакомого биполярного: база (Base), эмиттер (Emitter) и коллектор (Collector).

Схема Дарлингтона

Как видим, такой транзистор представляет собой комбинацию нескольких. В зависимости от мощности в его составе может быть и более двух биполярных транзисторов. Стоит отметить, что в высоковольтной электронике также применяется транзистор, состоящий из биполярного и полевого. Это IGBT транзистор. Его также можно причислить к составным, гибридным полупроводниковым приборам.

Основные особенности транзистора Дарлингтона.

Основное достоинство составного транзистора это большой коэффициент усиления по току.

Следует вспомнить один из основных параметров биполярного транзистора. Это коэффициент усиления (h₂₁). Он ещё обозначается буквой β («бета») греческого алфавита. Он всегда больше или равен 1. Если коэффициент усиления первого транзистора равен 120, а второго 60 то коэффициент усиления составного уже равен произведению этих величин, то есть 7200, а это очень даже неплохо. В результате достаточно очень небольшого тока базы, чтобы транзистор открылся.

Инженер Шиклаи (Sziklai) несколько видоизменил соединение Дарлингтона и получил транзистор, который назвали комплементарный транзистор Дарлингтона. Вспомним, что комплементарной парой называют два элемента с абсолютно одинаковыми электрическими параметрами, но разной проводимости. Такой парой в своё время были КТ315 и КТ361. В отличие от транзистора Дарлингтона, составной транзистор по схеме Шиклаи собран из биполярных разной проводимости:

p-n-p и n-p-n. Вот пример составного транзистора по схеме Шиклаи, который работает как транзистор с n-p-n проводимостью, хотя и состоит из двух различной структуры.

схема Шиклаи

К недостаткам составных транзисторов следует отнести невысокое быстродействие, поэтому они нашли широкое применение только в низкочастотных схемах. Такие транзисторы прекрасно зарекомендовали себя в выходных каскадах мощных усилителей низкой частоты, в схемах управления электродвигателями, в коммутаторах электронных схем зажигания автомобилей.

Хорошо зарекомендовал себя для работы в электронных схемах зажигания мощный n-p-n транзистор Дарлингтона BU931.

Основные электрические параметры:

Напряжение коллектор – эмиттер 500 V;
Напряжение эмиттер – база 5 V;
Ток коллектора – 15 А;
Ток коллектора максимальный – 30 А;
Мощность рассеивания при 25°C – 135 W;
Температура кристалла (перехода) – 175°C.

На принципиальных схемах нет какого-либо специального значка-символа для обозначения составных транзисторов. В подавляющем большинстве случаев он обозначается на схеме как обычный транзистор. Хотя бывают и исключения. Вот одно из его возможных обозначений на принципиальной схеме.

Напомню, что сборка Дарлингтона может иметь как p-n-p структуру, так n-p-n. В связи с этим, производители электронных компонентов выпускают комплементарные пары. К таким можно отнести серии TIP120-127 и MJ11028-33. Так, например, транзисторы TIP120, TIP121, TIP122 имеют структуру n-p-n, а TIP125, TIP126, TIP127 –

p-n-p.

Также на принципиальных схемах можно встретить и вот такое обозначение.

Примеры применения составного транзистора.

Рассмотрим схему управления коллекторным двигателем с помощью транзистора Дарлингтона.

При подаче на базу первого транзистора тока порядка 1мА через его коллектор потечёт ток уже в 1000 раз больше, то есть 1000мА. Получается, что несложная схема обладает приличным коэффициентом усиления. Вместо двигателя можно подключить электрическую лампочку или реле, с помощью которого можно коммутировать мощные нагрузки.

Если вместо сборки Дарлингтона использовать сборку Шиклаи то нагрузка подключается в цепь эмиттера второго транзистора и соединяется не с плюсом, а с минусом питания.

Если совместить транзистор Дарлингтона и сборку Шиклаи, то получится двухтактный усилитель тока. Двухтактным он называется потому, что в конкретный момент времени открытым может быть только один из двух транзисторов, верхний или нижний. Данная схема инвертирует входной сигнал, то есть выходное напряжение будет обратно входному.

Это не всегда удобно и поэтому на входе двухтактного усилителя тока добавляют ещё один инвертор. В этом случае выходной сигнал в точности повторяет сигнал на входе.

Применение сборки Дарлингтона в микросхемах.

Широко используются интегральные микросхемы, содержащие несколько составных транзисторов. Одной из самых распространённых является интегральная сборка L293D. Её частенько применяют в своих самоделках любители робототехники. Микросхема L293D – это четыре усилителя тока в общем корпусе. Поскольку в рассмотренном выше двухтактном усилителе всегда открыт только один транзистор, то выход усилителя поочерёдно подключается или к плюсу или к минусу источника питания. Это зависит от величины входного напряжения. По сути дела мы имеем электронный ключ. То есть микросхему L293 можно определить как четыре электронных ключа.

Вот «кусочек» схемы выходного каскада микросхемы L293D, взятого из её даташита (справочного листа).

Как видим, выходной каскад состоит из комбинации схем Дарлингтона и Шиклаи. Верхняя часть схемы – это составной транзистор по схеме Шиклаи, а нижняя часть выполнена по схеме Дарлингтона.

Многие помнят те времена, когда вместо DVD-плееров были видеомагнитофоны. И с помощью микросхемы L293 осуществлялось управление двумя электродвигателями видеомагнитофона, причём в полнофункциональном режиме. У каждого двигателя можно было управлять не только направлением вращения, но подавая сигналы с ШИМ-контроллера можно было в больших пределах управлять скоростью вращения.

Весьма обширное применение получили и специализированные микросхемы на основе схемы Дарлингтона. Примером может служить микросхема ULN2003A (аналог К1109КТ22). Эта интегральная схема является матрицей из семи транзисторов Дарлингтона. Такие универсальные сборки можно легко применять в радиолюбительских схемах, например, радиоуправляемом реле. Об этом я поведал тут.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Параметры транзисторов MOSFET.
Что такое супрессор?

Транзисторы Дарлингтона – пары Дарлингтона

Транзисторы Дарлингтона и пары транзисторов для усилителей общего назначения и низкоскоростных переключений.

Параметрический поиск

Войдите в свою учетную запись onsemi, чтобы увидеть ваши любимые Сохраненные фильтры .
Зарегистрируйтесь сейчас
Сертифицировано AEC
Без галогенидов
Без свинца
PPAP, способный
Dual NPN
NPN
PNP
Положительный
Значение диапазона инвертирования
Значение диапазона 10003
Инвертная диапазон
Инвертирование. значение
–
Д2ПАК-3 / ТО-263-2
ДПАК ВСТАВКА КРЕПЛЕНИЕ
ДПАК-3
СОТ-223-4 / ТО-261-4
СОТ-226-1 / ТО-223-4 4Д
СОТ-23-3
СОТ-93-3 / ТО-218-3
ТО-126-3
ТО-204-2
ТО-204-2 / ТО-3-2
ТО-220-3
ТО -220-3 FullPak
ТО-225-3
ТО-247
ТО-247-3
ТО-3П-3Л
ТО-92
ТО-92-3
-3
LF
TSOT-23-6
–
0
235
260
Загрузка . ..
Последние поставки
устаревшие
до 225-3
Подробнее
0003
Последние поставки
до 225-3
Подробнее
устаревшие
Последние поставки
до 225-3
Подробнее
. Подробная информация
устаревшие
Последние поставки
TO-225-3
Подробнее
Последние поставки
TO-220-3
Подробнее
Последние поставки
до 220-3
0002 Подробнее
Active
TO-220-3
Подробнее
Active
TO-220-3
Подробнее
Последние поставки
TO-204-2
Подробнее
Active
TO-204-2
Подробнее
Последние поставки
TO-204-2
Подробнее
Последние поставки
TO-204-2
Подробнее
Active
На устарете
60.0,
Active
60.0,
80.0
TO-220-3
Подробнее
устаревшая
–
TO-92
Подробнее
Установленные
Подробнее
На устарете
Последние судно 3
Подробнее
устаревшая
TO-220-3
Подробнее
устаревшая
Подробнее
устаревшие
Подробнее
Active
TO-92-3 LF
0003
Подробнее
устаревшая
Подробнее
Active
TO-92-3 LF
Подробнее
Установка
Подробнее
Active
SOT-23-3
.
SOT-23-3
Подробнее
Последние поставки
Устарело
TO-225-3
Подробнее
Загрузка… 0 PDF
Версия для принтера 00003
Формат Excel
Формат CSV
Close Search
Товары:
116
Загрузка…
Привет, я пришел с миром!
Я ваш дружелюбный помощник по веб-сайтам, и я был создан, чтобы помочь вам ориентироваться на нашем веб-сайте и показать вам наши полезные функции. Я постараюсь найти то, что вам нужно!
Приятного посещения.
Фильтры
Если вы хотите удалить какой-либо фильтр, нажмите X рядом с ним. Фильтр будет удален после сохранения изменений. Вы сделали ошибку? Нажмите серую кнопку с удаленным фильтром еще раз, и он вернется.
Проверка состояния запасов
Товар не найден
Обратитесь в отдел продаж
Работает на
Транзисторная пара Дарлингтона » Примечания по электронике
Краткое изложение или учебное пособие, объясняющее конфигурацию схемы транзисторной пары Дарлингтона, с основными сведениями о проектировании и эксплуатации схемы.
Пара Дарлингтона Учебное пособие Включает:
Пара Дарлингтона Схемы Дарлингтона Дарлингтон дизайн Пара Шиклаи Выходная пара Дарлингтон/Шиклаи
См. также: Схема транзистора Типы транзисторных схем
Одной из конфигураций транзисторной схемы, которая во многих случаях может быть использована с очень хорошим эффектом, является пара Дарлингтона. Пара Дарлингтона предлагает ряд преимуществ.

Он в основном используется, потому что он обеспечивает особенно высокий коэффициент усиления по току, что также отражается на высоком входном импедансе всей схемы Дарлингтона по сравнению с одним транзистором.
Базовая конфигурация транзистора с парой Дарлингтона
Однако у пары Дарлингтона есть некоторые недостатки, в результате чего она подходит не для всех приложений с высоким коэффициентом усиления. Тем не менее, там, где это применимо, пара Дарлингтона может обеспечить множество преимуществ по сравнению с конфигурацией схемы с одним транзистором.
Пару Дарлингтона иногда также называют супер-альфа-парой, но в наши дни это название используется реже. Конфигурация схемы была изобретена в Bell Laboratories Сиднеем Дарлингтоном в 1953 году, когда велась значительная работа по разработке транзисторов.

Идея заключалась в том, чтобы иметь два или три транзистора на одном кристалле, где эмиттер одного транзистора был соединен с базой следующего, и все транзисторы в конфигурации Дарлингтона имели общий коллектор.
Схему
на паре транзисторов Дарлингтона можно приобрести как отдельные электронные компоненты, т. е. два транзистора, или их также можно приобрести как единый электронный компонент с двумя транзисторами, интегрированными в одну микросхему.
Также доступны многие массивы Дарлингтона, в которых несколько пар транзисторов Дарлингтона содержатся в одном корпусе. Обычно они содержатся в корпусе ИС, поскольку они часто используются для управления дисплеями и т. Д. Это делает пары транзисторов Дарлингтона очень простыми в использовании и включении в новые электронные схемы.
Конфигурация парной цепи Дарлингтона
Конфигурация парной цепи Дарлингтона весьма своеобразна. Обычно он состоит из двух транзисторов, хотя теоретически может содержать и больше. Эмиттер входного транзистора подключен непосредственно к базе второго. Оба коллектора соединены между собой. Таким образом, ток базы первого транзистора поступает на базу второго.
Это приводит к очень высокому уровню усиления по току. Общий коэффициент усиления по току пары Дарлингтона является произведением двух отдельных транзисторов:
Суммарное текущее усиление=Hfe1 Hfe2
Это означает, что если бы использовались два транзистора со скромным коэффициентом усиления по току 50, то общий коэффициент усиления по току составил бы 50 x 50 = 2500.
Этот огромный уровень усиления по току очень полезен во многих схемах, особенно там, где нагрузки с низким импедансом должны управляться высокими уровнями тока.
Шунтирующий резистор базового эмиттера
Хотя парная схема Дарлингтона часто используется в ее базовом формате, ее часто можно увидеть с обходным резистором между выводами базы и эмиттера конечного транзистора.

Транзистор Дарлингтона с резистором база-эмиттер
Шунтирующий резистор включен для облегчения процесса выключения. Без установленного резистора нет пути разряда для любого заряда, содержащегося в конденсаторе, образованном переходом база-эмиттер. В том числе это позволяет заряду, хранящемуся в этом конденсаторе, рассеиваться, и это способствует более быстрому выключению.
Включение этого резистора является хорошей схемой, но если скорость не имеет значения, резистор можно не использовать. Однако, если стоимость и количество компонентов не являются ключевыми факторами при проектировании схемы, разумно включить этот электронный компонент, чтобы предотвратить любые необычные явления выключения.
Определение номинала резистора не является точной наукой. Меньшие резисторы дадут более быстрое выключение, но если они сделаны слишком маленькими, то большая часть управляющего тока для второго транзистора проходит через резистор, и коэффициент усиления теряется.

Если номинал резистора низкий и он отбирает ток у базы второго транзистора, то коэффициент усиления по току будет уменьшен, и уравнение для общего коэффициента усиления Дарлингтона должно учитывать это.
Типичные значения могут составлять несколько сотен Ом для мощного транзистора Дарлингтона и несколько тысяч Ом для маломощного транзистора.
Атрибуты пары Дарлингтона
Пара Дарлингтона имеет много положительных характеристик. Некоторые из основных характеристик и параметров пары Дарлингтона приведены ниже:
Высокий коэффициент усиления по току: Уже было замечено, что коэффициент усиления по току Дарлингтона очень высок. Часто встречаются цифры, превышающие несколько тысяч.

Напряжение базового эмиттера: Пара Дарлингтона демонстрирует более высокое напряжение между входной базой и выходным эмиттером, чем одиночный транзистор. Поскольку имеется два перехода база-эмиттер, напряжение включения всей пары Дарлингтона в два раза больше, чем у одного транзистора. Для кремниевого транзистора это означает, что для протекания тока в цепи выходного коллектора-эмиттера входная база должна быть примерно на 1,2–1,4 В выше выходного эмиттера. Для германиевой пары Дарлингтона напряжение будет около 0,5 вольт.
Частотная характеристика: Дарлингтонские транзисторные схемы обычно не используются для высокочастотных приложений. Пара Дарлингтона по своей природе относительно медленная, потому что ток базы выходного транзистора не может мгновенно отключиться. В результате пары Дарлингтона обычно используются в низкочастотных приложениях, в том числе в источниках питания или в областях, где требуется очень высокое входное сопротивление.
При разработке любой электронной схемы, включающей конфигурацию пары Дарлингтона, следует помнить обо всех атрибутах конфигурации, чтобы обеспечить наилучшие характеристики всей схемы.
Символ схемы транзистора Дарлингтона
Часто пара транзисторов Дарлингтона изображается как два отдельных транзистора, особенно схема, состоящая из двух дискретных транзисторов. Однако транзисторы Дарлингтона доступны как единое устройство. Чтобы показать это, часто полезно показать пару Дарлингтона в одном конверте. В таких случаях транзистор Дарлингтона показан справа.
Символ схемы для микросхемы пары Дарлингтона
Хотя на схеме символа схемы показана микросхема Дарлингтона на основе NPN, также возможны версии на основе PNP. Наличие как PNP, так и NPN Дарлингтона позволяет разрабатывать дополнительные схемы симметрии.
Преимущества и недостатки пары Дарлингтона
Пара Дарлингтона может предложить много преимуществ, но их необходимо уравновешивать недостатками при рассмотрении вопроса о включении их в электронную схему.
Преимущества пары Дарлингтона
Очень высокий коэффициент усиления по току
Очень высокий входной импеданс всей схемы
Пары Дарлингтона
широко доступны в одном корпусе или могут быть изготовлены из двух отдельных транзисторов
Удобная и простая конфигурация схемы
Недостатки пары Дарлингтона
Низкая скорость переключения
Ограниченная пропускная способность
Вносит фазовый сдвиг, который может вызвать проблемы на определенных частотах в цепи с использованием отрицательной обратной связи
Более высокое общее напряжение база-эмиттер = 2 x В _до .