اگر مثلاً یک ترانزیستور را در نظر بگیریم MJE3055Tحداکثر جریان آن 10 آمپر است و بر این اساس بهره فقط حدود 50 است، برای اینکه به طور کامل باز شود، باید حدود دویست میلی آمپر جریان را به پایه پمپاژ کند. یک خروجی معمولی MK نمی تواند کار چندانی انجام دهد، اما اگر ترانزیستور ضعیف تری را بین آنها وصل کنید (نوعی BC337) که قادر به کشیدن این 200 میلی آمپر است، کار آسانی است. اما این برای آن است که او بداند. اگر مجبور باشید از زباله های بداهه یک سیستم کنترل بسازید - به کارتان می آید.

در عمل آماده است مجموعه های ترانزیستور. از نظر خارجی، هیچ تفاوتی با یک ترانزیستور معمولی ندارد. همان بدن، همان سه پا. فقط قدرت زیادی دارد و جریان کنترل میکروسکوپی است :) در لیست قیمت ها معمولاً زحمت نمی کشند و ساده می نویسند - ترانزیستور دارلینگتون یا ترانزیستور کامپوزیت.

مثلا یک زوج BDW93C(NPN) و BDW94С(PNP) در اینجا ساختار داخلی آنها از دیتاشیت آمده است.

علاوه بر این، وجود دارد مجامع دارلینگتون. زمانی که چندین در یک بسته در یک بسته بسته بندی می شوند. یک چیز ضروری در هنگام نیاز به هدایت برخی از نمایشگرهای LED قدرتمند یا موتور پله ای (). یک نمونه عالی از چنین ساخت - بسیار محبوب و به راحتی در دسترس است ULN2003، قابلیت کشیدن به بالا را دارد 500 mA برای هر یک از هفت مجموعه آن. خروجی ها امکان پذیر است به صورت موازی شامل شودبرای افزایش حد فعلی در مجموع، اگر تمام ورودی ها و خروجی هایش موازی شوند، یک ULN می تواند 3.5 آمپر را از طریق خود حمل کند. چیزی که من را در مورد آن خوشحال می کند این است که خروجی روبروی ورودی است، مسیریابی تخته زیر آن بسیار راحت است. مستقیما

دیتاشیت ساختار داخلی این تراشه را نشان می دهد. همانطور که می بینید، دیودهای محافظ نیز در اینجا وجود دارد. علیرغم این واقعیت که آنها به گونه ای ترسیم می شوند که گویی تقویت کننده های عملیاتی هستند، خروجی در اینجا از نوع کلکتور باز است. یعنی فقط می تواند به زمین اتصال کوتاه کند. اگر به ساختار یک شیر نگاه کنید، چه چیزی از همان دیتاشیت مشخص می شود.

"ایمنی در اعداد وجود دارد". این گونه است که می توان به طور نمادین سوئیچ های تک ترانزیستوری را مشخص کرد. به طور طبیعی، وقتی با افرادی مانند شما جفت شوید، حل مشکلات بسیار آسان تر است. معرفی یک ترانزیستور دوم این امکان را فراهم می کند که الزامات مربوط به گسترش و میزان ضریب انتقال A 2 1e را کاهش دهد. .

در شکل 2.68، a...y نمودارهایی را برای اتصال کلیدهای دو ترانزیستوری در ترانزیستورهای دوقطبی به MK نشان می دهد.

برنج. 2.68. نمودارهای اتصال برای کلیدهای دو ترانزیستوری در ترانزیستورهای دوقطبی (ابتدا):

الف) ترانزیستور VT1 به عنوان دنبال کننده امیتر عمل می کند. این جریان را تقویت می کند و از طریق مقاومت محدود کننده R2، آن را به پایه ترانزیستور VT2 می رساند که مستقیماً بار RH را کنترل می کند.

ب) ترانزیستورهای K77، VT2 مطابق مدار دارلینگتون متصل می شوند (نام دیگر "ترانزیستور کامپوزیت" است). بهره کل برابر است با حاصل ضرب ضرایب انتقال L 21E هر دو ترانزیستور. ترانزیستور VT1 معمولاً با توان کم و فرکانس بالاتر از VT2 نصب می شود. مقاومت R1 درجه اشباع "جفت" را تعیین می کند. مقاومت مقاومت R2 به نسبت معکوس جریان در بار انتخاب می شود: از چند صد اهم تا ده ها کیلو اهم.

ج) طرح D. Boxtel. دیود شاتکی VD1 خاموش شدن ترانزیستور قدرتمند VT2 را سرعت می بخشد و 2...3 برابر شیب لبه های سیگنال در فرکانس 100 کیلوهرتز افزایش می یابد. این نقطه ضعف اصلی مدارهای ترانزیستور دارلینگتون را از بین می برد - عملکرد کم.

د) مشابه شکل 2.68، a، اما ترانزیستور VT1 زمانی باز می شود که خط MK به حالت ورودی با حالت Z یا ورودی با مقاومت داخلی "کشش بالا" تغییر کند. در این راستا، بار فعلی روی خط پورت کاهش می‌یابد، اما به دلیل اتلاف توان اضافی در مقاومت R1 در سطح LOW در خروجی MK، راندمان کاهش می‌یابد.

ه) "سوئیچ خود محافظت" روی ترانزیستور قدرت VT2 و ترانزیستور محدود کننده VT1 به محض اینکه جریان در بار Ln از آستانه معینی فراتر رفت، به عنوان مثال، به دلیل تصادف یا اتصال کوتاه، ولتاژ کافی برای باز کردن ترانزیستور VT1 بر روی مقاومت R3 آزاد می شود.

ج) تقویت کننده پالس فشاری با استفاده از ترانزیستورهای ساختارهای مختلف. در مورد

g) ترانزیستور I72 با تاخیر زمانی نسبتاً کوتاه (R2, VD1, C7) باز می شود و با تاخیر زمانی نسبتاً زیادی بسته می شود (C7, R3, VT1)\

h) یک کلید ولتاژ بالا که لبه های پالسی 0.1 MK s را با نرخ تکرار تا 1 مگاهرتز ارائه می دهد. در حالت اولیه ترانزیستور VT1 باز و GT2 بسته است. در طول پالس، ترانزیستور VT1 باز می شود و ظرفیت بار 7 به سرعت از طریق آن تخلیه می شود؟ n دیود VD1 از عبور جریان از طریق ترانزیستورهای VT1، VT2 جلوگیری می کند.

i) دنبال کننده امیتر مرکب در ترانزیستورهای VT1، GT2 دارای افزایش جریان بسیار بالایی است. مقاومت 7?2 تضمین شده است که ترانزیستورها را در سطح LOW در خروجی MK ببندد.

j) ترانزیستور VT1 در حالت باز ترانزیستور VT2 را بلوک می کند. مقاومت R1 به عنوان بار جمع کننده برای ترانزیستور VT1 و محدود کننده جریان پایه برای ترانزیستور VT2\l) یک آبشار فشار کش قدرتمند با یک تراشه منطقی بافر 7)7)7 که دارای خروجی های جمع کننده باز است، عمل می کند. سیگنال های دو خط MK باید خارج از فاز باشند. مقاومت‌های R5، 7?6 جریان‌های بار متصل به مدار 6 خروجی را محدود می‌کنند. در مورد

m) کلید برای بار Ln که به منبع ولتاژ منفی متصل است. ترانزیستور VT1 به عنوان دنبال کننده امیتر عمل می کند و ترانزیستور VT2 به عنوان یک تقویت کننده با پایه مشترک عمل می کند. حداکثر جریان بار با فرمول / n [mA] = 3.7 / L، [kOhm] تعیین می شود. دیود VDJ از ترانزیستور VT2 در برابر برگشت برق محافظت می کند.

n) سوئیچ روی ترانزیستورهای ساختارهای مختلف. مقاومت R1 جریان در بار RH را تعیین می کند، اما باید با دقت انتخاب شود تا زمانی که ترانزیستور VT1 کاملاً باز است، از جریان پایه ترانزیستور تجاوز نکند.

o) مشابه شکل. 2.68، n، اما ترانزیستور VT1 به عنوان یک سوئیچ استفاده می شود، نه به عنوان یک مقاومت متغیر. جریان بار توسط مقاومت R4 تنظیم می شود. مقاومت R5 جریان راه اندازی اولیه ترانزیستور VT2 را با یک جزء خازنی بزرگ از بار RH محدود می کند. مدار برای نسبت انتقال ترانزیستورها حیاتی نیست. اگر یک ترانزیستور "superba" KT825 به عنوان K72 استفاده شود، مقاومت R4 باید به 5.1 ... 10 کیلو اهم افزایش یابد.

n) یک مثال عملی از کلیدزنی ولتاژ ولتاژ بالا 170 ولت در جریان بار کم با مقاومت RH حداقل 27 کیلو اهم.

p) مشابه شکل 2.68، n، اما با سطح LOW فعال در خروجی MK. در مورد

درباره شکل 2.68. نمودارهای اتصال برای کلیدهای دو ترانزیستوری در ترانزیستورهای دوقطبی (انتها):

ج) ترانزیستورهای VT1 و kT2 در آنتی فاز کار می کنند. ولتاژ از طریق ترانزیستور VT2 و دیود VD1 به بار Ln تامین می شود، در حالی که ترانزیستور VT1 باید در سطح بالایی از خروجی بالای MK بسته شود. برای حذف ولتاژ از بار، ترانزیستور G72 در سطح HIGH از خروجی پایین MK بسته می شود، پس از آن ترانزیستور VT1 باز می شود و از طریق دیود VD2 به سرعت ظرفیت بار را تخلیه می کند. مزیت عملکرد بالا، توانایی اعمال مجدد سریع ولتاژ به بار است.

t) MK با توان "وزن دار" و فیلتر شده در محدوده 4...4.5 V عرضه می شود. این توان توسط دیود زنر میرایی VD1 و خازن سرکوب کننده نویز C1 ارائه می شود. در سطح HIGH در خروجی MK، ترانزیستورهای K77، G72 بسته و در سطح LOW باز هستند. حداکثر جریان مجاز دیود زنر VD1 باید به گونه ای باشد که از مجموع جریان مصرفی MK، جریان عبوری از مقاومت R1 در سطح LOW در خروجی MK و جریان مدارهای خارجی در صورت اتصال بیشتر باشد. به MK از طریق خطوط بندری دیگر؛

y) تقویت کننده تصویری روی ترانزیستورهای VT1 و VT2 که مطابق مدار Sziklai متصل می شوند. این یک نوع مدار دارلینگتون است، اما با ترانزیستورهایی با رسانایی متفاوت. این "جفت" معادل یک ترانزیستور از ساختار p-p-p با بهره بسیار بالا L21E است. دیودهای VD1، KD2 از ترانزیستورها در برابر نوسانات ولتاژی که از بیرون در امتداد مدار OUT نفوذ می کند، مقاومت R1 در صورت اتصال کوتاه تصادفی در کابل متصل به یک بار از راه دور خارجی 75 اهم، محدود می کند.

7.1 محاسبه نقطه عملیاتی. ترانزیستور VT2

شکل 7.1 - مدار تقویت کننده مقدماتی

بیایید Rk = 80 اهم را در نظر بگیریم.

علاوه بر این، هنگام انتخاب ترانزیستور، باید موارد زیر را در نظر بگیرید: f = 17.5 مگاهرتز.

ترانزیستور 2T3129A9 این الزامات را برآورده می کند. با این حال، داده های مربوط به پارامترهای آن در یک جریان و ولتاژ معین کافی نیست، بنابراین نقطه عملیاتی زیر را انتخاب می کنیم:

Iko = 15 میلی آمپر،

جدول 7.1 - پارامترهای ترانزیستور مورد استفاده

نام	تعیین	ارزش ها
	ظرفیت اتصال جمع کننده
	ظرفیت اتصال امیتر
	فرکانس قطع ترانزیستور
	ضریب انتقال جریان ساکن در مدار با OE
	دمای محیط
	جریان جمع کننده ثابت
	دمای انتقال
	اتلاف انرژی ثابت (بدون سینک حرارتی)

بیایید پارامترهای مدار معادل را برای یک ترانزیستور معین با استفاده از فرمول های 5.1 - 5.13 محاسبه کنیم.

rb= =10 اهم. gb==0.1 سانتی متر، که در آن

مقاومت پایه rb،

rе= ==2.5 اهم، کجا

مقاومت در برابر انتشار مجدد

gbe===3.96 mSm، که در آن

هدایت gbe-base-emitter،

Ce===2.86 pF، که در آن

ظرفیت امیتر،

Ri==400 اهم، که در آن

7.1.1 محاسبه تصحیح امیتر

عمق بازخورد کجاست.

f در آبشار برابر است با:

پس قبول کنیم:

f در آبشار برابر است با:

7.1.2 محاسبه طرح تثبیت حرارتی

ما از تثبیت کننده امیتر استفاده می کنیم زیرا یک ترانزیستور کم مصرف انتخاب شده است، علاوه بر این، تثبیت کننده امیتر قبلاً در تقویت کننده محاسبه شده استفاده می شود. مدار تثبیت حرارتی امیتر در شکل 4.1 نشان داده شده است.

روش محاسبه:

1. ولتاژ امیتر، جریان تقسیم کننده و ولتاژ منبع را انتخاب کنید.

2. سپس محاسبه می کنیم.

ولتاژ امیتر برابر با ترتیب انتخاب می شود. بیایید انتخاب کنیم.

جریان تقسیم کننده برابر است با جایی که جریان پایه ترانزیستور است و با فرمول محاسبه می شود:

ولتاژ تغذیه با استفاده از فرمول محاسبه می شود: V

مقادیر مقاومت با استفاده از فرمول های زیر محاسبه می شود:

در محدوده دما از 0 تا 50 درجه برای مداری که به این ترتیب محاسبه می شود، از دست دادن جریان ساکن ترانزیستور، به عنوان یک قاعده، از (10-15)٪ تجاوز نمی کند، یعنی مدار دارای تثبیت کاملا قابل قبولی است.

7.2 ترانزیستور VT1

به عنوان ترانزیستور VT1 ما از ترانزیستور 2T3129A9 با همان نقطه کار ترانزیستور VT2 استفاده می کنیم:

Iko = 15 میلی آمپر،

بیایید Rk = 80 اهم را در نظر بگیریم.

بیایید پارامترهای مدار معادل را برای یک ترانزیستور معین با استفاده از فرمول های 5.1 - 5.13 و 7.1 - 7.3 محاسبه کنیم.

Sk(req)=Sk(گذر)*=12=12 pF، که در آن

Sk (الزامی) - ظرفیت اتصال جمع کننده در یک Uke0 معین،

Sk(pasp) مقدار مرجع ظرفیت کلکتور در Uke(pasp) است.

rb= =10 اهم. gb==0.1 سانتی متر، که در آن

مقاومت پایه rb،

مقدار مرجع ثابت حلقه بازخورد.

rе= ==2.5 اهم، کجا

مقاومت در برابر انتشار مجدد

gbe===3.96 mSm، که در آن

هدایت gbe-base-emitter،

مقدار مرجع ضریب انتقال جریان ساکن در مدار امیتر مشترک.

Ce===2.86 pF، که در آن

ظرفیت امیتر،

مقدار مرجع ft فرکانس قطع ترانزیستور که در آن =1 است

Ri مقاومت خروجی ترانزیستور است،

Uke0(add)، Ik0(add) - به ترتیب، مقادیر پلاک نام ولتاژ مجاز روی کلکتور و جزء ثابت جریان کلکتور.

مقاومت ورودی و ظرفیت ورودی مرحله بارگذاری.

فرکانس حد بالایی ارائه شده است که هر مرحله 0.75 دسی بل اعوجاج دارد. توصیه می شود یک اصلاحیه را معرفی کنید.

7.2.1 محاسبه تصحیح امیتر

مدار تصحیح امیتر در شکل 7.2 نشان داده شده است.

شکل 7.2 - مدار تصحیح امیتر مرحله میانی

تصحیح امیتر برای تصحیح اعوجاج های پاسخ فرکانس معرفی شده توسط ترانزیستور، افزایش دامنه سیگنال در محل اتصال پایه-امیتر با افزایش فرکانس سیگنال تقویت شده، معرفی می شود.

سود آبشاری با عبارت زیر توصیف می شود:

عمق بازخورد کجاست.

در و پارامترهای محاسبه شده با استفاده از فرمول های 5.7، 5.8، 5.9.

با توجه به مقدار F، مقدار به صورت زیر داده می شود:

f در آبشار برابر است با:

پس قبول کنیم:

f در آبشار برابر است با:

تقویت کننده سوئیچینگ

همانطور که قبلاً اشاره شد، ترانزیستور GT320A برای عملیات در مراحل اولیه انتخاب شد. مقادیر پارامترهای داده شده در کتاب های مرجع در مقادیر مشخصی از CEC و IKO اندازه گیری شد.

محاسبه دستگاه تقویت کننده

نقطه عملیاتی توسط مقاومت های R12 و R22 ثابت می شود. با توجه به مشخصات خروجی ترانزیستور، IBa2 = 53.33 μA. با توجه به مشخصات ورودی ترانزیستور، UBEa2 = 698 میلی ولت ...

تقویت کننده پالس

بیایید نقطه عملکرد را به دو روش محاسبه کنیم: 1. هنگام استفاده از مقاومت فعال Rк در مدار کلکتور. 2. هنگام استفاده از چوک در مدار کلکتور. 1...

تقویت کننده پالس

اطلاعات اولیه برای طراحی دوره در مشخصات فنی است. ترانزیستور آماری متوسط ​​20 دسی بل بهره می دهد، طبق دستور ما 40 دسی بل است، از اینجا می گیریم که تقویت کننده ما حداقل 2 مرحله خواهد داشت ...

اصلاح کننده تقویت کننده

بیایید نقطه کار ترانزیستور را برای مراحل مقاومتی و چوک با استفاده از فرمول های زیر محاسبه کنیم: , (4.1) که در آن دامنه ولتاژ در خروجی تقویت کننده، مقاومت بار ...

همانطور که در بالا ذکر شد، به عنوان مرحله خروجی از یک آبشار با فیدبک ولتاژ منفی موازی استفاده خواهیم کرد که بیشترین پهنای باند را هنگام کار بر روی بار خازنی دارد.

تقویت کننده مدولاتور لیزری

هنگام محاسبه حالت DC مورد نیاز ترانزیستور مراحل میانی و ورودی، باید بر روی نسبت های ارائه شده در بند 3.3.1 تمرکز کرد و آنچه را که با مقاومت ورودی مرحله بعدی جایگزین می شود، در نظر گرفت. اما...تقویت کننده برق 1-12 کانال تلویزیون

هنگام محاسبه حالت آبشار پیش ترمینال، ما موافقت می کنیم که همه آبشارها از یک منبع ولتاژ با مقدار نامی Ep تغذیه می شوند. از آنجایی که Ep=Uк0، پس بر این اساس Uк0 در همه آبشارها یکسان در نظر گرفته می شود...

اجازه دهید Uout را 2 برابر بیشتر از مقدار مشخص شده برداریم، زیرا بخشی از توان خروجی در حفاظت از محیط زیست از بین می رود. Uout=2Uout(set)=2 (V) محاسبه جریان خروجی: Iout===0.04 (A) محاسبه آبشارها با مقاومت و اندوکتانس در مدار کلکتور: شکل 2.2.1...

تقویت کننده واحد دریافت یاب پهن باند

هنگام محاسبه حالت مورد نیاز ترانزیستور مراحل میانی و ورودی برای جریان مستقیم، باید بر روی نسبت های ارائه شده در بند 2.2.1 تمرکز کنید، با در نظر گرفتن آنچه با مقاومت ورودی مرحله بعدی جایگزین می شود. اما...

تقویت کننده بازخورد

نقطه عملیاتی را با استفاده از فرمول ها انتخاب می کنیم: mA. UkA=Umn+Umin=V PkA=UkAIkA=100 mW ترانزیستوری را با پارامترهای: Ikmax=22 mA، Ukmax=18 V، Pmax=400 mW انتخاب کنید. چنین ترانزیستوری می تواند KT339A باشد. این نقطه عملیاتی مربوط به جریان پایه 275 μA و ولتاژ Ueb = 0 ...

تقویت کننده بازخورد

هنگام طراحی مدارها برای دستگاه های رادیویی الکترونیکی، اغلب مطلوب است که ترانزیستورهایی با پارامترهای بهتر از مدل های ارائه شده توسط سازندگان قطعات رادیویی الکترونیکی (یا بهتر از آنچه با فناوری ساخت ترانزیستور موجود امکان پذیر است) داشته باشیم. این وضعیت اغلب در طراحی مدارهای مجتمع دیده می شود. ما معمولاً به بهره جریان بالاتری نیاز داریم ساعت 21، مقدار مقاومت ورودی بالاتر ساعتمقدار رسانایی خروجی 11 یا کمتر ساعت 22 .

مدارهای مختلف ترانزیستورهای کامپوزیت می توانند پارامترهای ترانزیستور را بهبود بخشند. فرصت های زیادی برای پیاده سازی یک ترانزیستور کامپوزیت از ترانزیستورهای اثر میدانی یا دوقطبی با رسانایی های مختلف و در عین حال بهبود پارامترهای آن وجود دارد. گسترده ترین طرح دارلینگتون است. در ساده ترین حالت، این اتصال دو ترانزیستور با قطبیت یکسان است. نمونه ای از مدار دارلینگتون با استفاده از ترانزیستورهای npn در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 مدار دارلینگتون با استفاده از ترانزیستورهای NPN

مدار فوق معادل یک ترانزیستور NPN است. در این مدار جریان امیتر ترانزیستور VT1 جریان پایه ترانزیستور VT2 است. جریان کلکتور ترانزیستور کامپوزیت عمدتاً توسط جریان ترانزیستور VT2 تعیین می شود. مزیت اصلی مدار دارلینگتون افزایش جریان بالا است ساعت 21، که تقریباً می تواند به عنوان محصول تعریف شود ساعت 21 ترانزیستور موجود در مدار:

(1)

با این حال، باید در نظر داشت که ضریب ساعت 21 به شدت به جریان کلکتور بستگی دارد. بنابراین، در مقادیر کم جریان کلکتور ترانزیستور VT1، مقدار آن می تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد. مثال وابستگی ساعت 21 از جریان کلکتور برای ترانزیستورهای مختلف در شکل 2 نشان داده شده است

شکل 2 وابستگی بهره ترانزیستور به جریان کلکتور

همانطور که از این نمودارها مشخص است، ضریب ساعت 21e عملا فقط برای دو ترانزیستور تغییر نمی کند: KT361V داخلی و BC846A خارجی. برای سایر ترانزیستورها، بهره جریان به طور قابل توجهی به جریان کلکتور بستگی دارد.

در مواردی که جریان پایه ترانزیستور VT2 به اندازه کافی کم باشد، جریان کلکتور ترانزیستور VT1 ممکن است برای تامین مقدار افزایش جریان مورد نیاز کافی نباشد. ساعت 21. در این صورت افزایش ضریب ساعت 21 و بر این اساس، کاهش جریان پایه ترانزیستور کامپوزیت را می توان با افزایش جریان کلکتور ترانزیستور VT1 به دست آورد. برای انجام این کار، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، یک مقاومت اضافی بین پایه و امیتر ترانزیستور VT2 متصل می شود.

شکل 3 ترانزیستور کامپوزیت دارلینگتون با یک مقاومت اضافی در مدار امیتر اولین ترانزیستور

به عنوان مثال، اجازه دهید عناصر یک مدار دارلینگتون مونتاژ شده بر روی ترانزیستورهای BC846A را تعریف کنیم. اجازه دهید جریان ترانزیستور VT2 برابر با 1 میلی آمپر باشد. سپس جریان پایه آن برابر خواهد بود با:

(2)

در این جریان، افزایش فعلی ساعت 21 به شدت کاهش می یابد و بهره کلی جریان ممکن است به طور قابل توجهی کمتر از مقدار محاسبه شده باشد. با افزایش جریان کلکتور ترانزیستور VT1 با استفاده از یک مقاومت، می توانید مقدار بهره کلی را به میزان قابل توجهی افزایش دهید. ساعت 21. از آنجایی که ولتاژ پایه ترانزیستور ثابت است (برای ترانزیستور سیلیکونی تو be = 0.7 V)، سپس طبق قانون اهم محاسبه می کنیم:

(3)

در این حالت، می‌توان انتظار افزایش فعلی تا 40000 را داشت. مدار دارلینگتون به طور گسترده ای در مراحل خروجی تقویت کننده های فرکانس پایین ()، تقویت کننده های عملیاتی و حتی تقویت کننده های دیجیتال استفاده می شود.

لازم به ذکر است که مدار دارلینگتون دارای عیب افزایش ولتاژ است U ke. اگر در ترانزیستورهای معمولی U ke 0.2 V است، سپس در ترانزیستور کامپوزیت این ولتاژ به 0.9 V افزایش می یابد. این به دلیل نیاز به باز کردن ترانزیستور VT1 است و برای این کار باید ولتاژ 0.7 V به پایه آن اعمال شود (اگر ترانزیستورهای سیلیکونی را در نظر بگیریم). .

به منظور رفع این اشکال، یک مدار ترانزیستور مرکب با استفاده از ترانزیستورهای مکمل توسعه یافت. در اینترنت روسیه آن را طرح سیکلای نامیدند. این نام از کتاب Tietze و Schenk گرفته شده است، اگرچه این طرح قبلاً نام دیگری داشت. به عنوان مثال، در ادبیات شوروی به آن جفت متناقض می گفتند. در کتاب W.E. Helein و W.H هولمز، ترانزیستور مرکب مبتنی بر ترانزیستورهای مکمل نامیده می شود، بنابراین ما آن را به سادگی ترانزیستور ترکیبی می نامیم. مدار یک ترانزیستور کامپوزیت pnp با استفاده از ترانزیستورهای مکمل در شکل 4 نشان داده شده است.

شکل 4 ترانزیستور کامپوزیت pnp بر اساس ترانزیستورهای مکمل

یک ترانزیستور NPN دقیقاً به همین شکل تشکیل می شود. مدار یک ترانزیستور مرکب npn با استفاده از ترانزیستورهای مکمل در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5 ترانزیستور مرکب npn بر اساس ترانزیستورهای مکمل

در فهرست منابع، رتبه اول را کتابی که در سال 1974 منتشر شده است، اختصاص داده است، اما BOOKS و انتشارات دیگر وجود دارد. اصول اولیه ای وجود دارد که برای مدت طولانی منسوخ نمی شود و تعداد زیادی از نویسندگان که به سادگی این اصول را تکرار می کنند. باید بتوانید همه چیز را واضح بگویید! در تمام دوران حرفه‌ای‌ام، با کمتر از ده کتاب مواجه شده‌ام. من همیشه آموزش طراحی مدارهای آنالوگ را از این کتاب توصیه می کنم.

آخرین تاریخ به روز رسانی فایل: 1397/06/18

ادبیات:

همراه با مقاله "ترانزیستور کامپوزیت (مدار دارلینگتون)" بخوانید:

http://site/Sxemoteh/ShVklTrz/kaskod/

http://site/Sxemoteh/ShVklTrz/OE/

ترانزیستور کامپوزیت (ترانزیستور دارلینگتون) - ترکیب دو یا چند ترانزیستور دوقطبی برای افزایش بهره جریان. چنین ترانزیستوری در مدارهایی که با جریان های بالا کار می کنند (مثلاً در مدارهای تثبیت کننده ولتاژ، مراحل خروجی تقویت کننده های قدرت) و در مراحل ورودی تقویت کننده ها در صورت نیاز به ارائه امپدانس ورودی بالا استفاده می شود.

نماد ترانزیستور کامپوزیت

یک ترانزیستور مرکب دارای سه ترمینال (پایه، امیتر و کلکتور) است که معادل پایانه های یک ترانزیستور تک معمولی است. بهره جریان یک ترانزیستور مرکب معمولی (گاهی اوقات به اشتباه "سوپربتا" نامیده می شود) ≈ 1000 برای ترانزیستورهای کم مصرف و ≈ 50000 برای ترانزیستورهای کم مصرف است.

بر خلاف ترانزیستورهای دوقطبی، ترانزیستورهای اثر میدانی در یک اتصال کامپوزیت استفاده نمی شوند. نیازی به ترکیب ترانزیستورهای اثر میدانی نیست، زیرا آنها در حال حاضر جریان ورودی بسیار کمی دارند. با این حال، مدارهایی وجود دارد (به عنوان مثال، یک ترانزیستور دوقطبی گیت عایق) که در آن ترانزیستورهای اثر میدانی و دوقطبی با هم استفاده می شوند. به یک معنا، چنین مدارهایی را می توان ترانزیستورهای مرکب نیز در نظر گرفت. برای ترانزیستور کامپوزیت هم همینطورمی توان با کاهش ضخامت پایه، مقدار بهره را افزایش داد، اما این مشکلات تکنولوژیکی خاصی را ایجاد می کند.

مثال سوپر بتا (super-β)ترانزیستورها را می توان در سری KT3102، KT3107 استفاده کرد. با این حال، آنها همچنین می توانند با استفاده از طرح دارلینگتون ترکیب شوند. در این حالت، جریان بایاس پایه را می توان تنها برابر با 50 pA ساخت (نمونه هایی از این مدارها تقویت کننده های عملیاتی مانند LM111 و LM316 هستند).

عکس تقویت کننده معمولی با استفاده از ترانزیستورهای کامپوزیت

مدار دارلینگتون

یکی از انواع این ترانزیستورها توسط مهندس برق سیدنی دارلینگتون اختراع شد.

نمودار شماتیک یک ترانزیستور کامپوزیت

ترانزیستور مرکب یک اتصال آبشاری از چندین ترانزیستور است که به یکدیگر متصل شده اند به گونه ای که بار در امیتر مرحله قبل انتقال پایه به امیتر ترانزیستور مرحله بعد باشد، یعنی ترانزیستورها توسط کلکتورها به هم متصل شده اند. امیتر ترانزیستور ورودی به پایه ترانزیستور خروجی متصل است. علاوه بر این، یک بار مقاومتی اولین ترانزیستور می تواند به عنوان بخشی از مدار برای تسریع در بسته شدن استفاده شود. چنین اتصالی به عنوان یک کل به عنوان یک ترانزیستور در نظر گرفته می شود، بهره جریان آن، زمانی که ترانزیستورها در حالت فعال کار می کنند، تقریباً برابر با حاصلضرب ترانزیستورهای اول و دوم است:

β σ = β 1 ∙ β 2

اجازه دهید نشان دهیم که یک ترانزیستور کامپوزیت در واقع یک ضریب داردβ ، به طور قابل توجهی بزرگتر از هر دو جزء آن است. تنظیم افزایشدلب=دلb1، دریافت می کنیم:

دلe1 = (1 + β 1) ∙ dلب=دلb2

دلبه=دلk1+ دلk2= β 1 ∙ dلب+ β 2 ∙ ((1 + β 1) ∙ dلب)

اشتراک گذاری دمن بهدر dlب، ضریب انتقال دیفرانسیل حاصل را پیدا می کنیم:

β Σ = β 1 + β 2 + β 1 ∙ β 2

چون همیشهβ >1 ، می توانیم در نظر بگیریم:

β Σ = β 1 ∙ β 1

باید تاکید کرد که ضرایبβ 1 و β 1 ممکن است حتی در مورد ترانزیستورهای هم نوع، به دلیل جریان امیتر، متفاوت باشدمن e2 V 1 + β 2برابر جریان امیترمن e1(این از برابری آشکار ناشی می شودI b2 = I e1).

طرح سیکلای

جفت دارلینگتون شبیه اتصال ترانزیستور Sziklai است که به نام مخترع آن جورج Sziklai نامگذاری شده است و گاهی اوقات ترانزیستور مکمل دارلینگتون نیز نامیده می شود. برخلاف مدار دارلینگتون که از دو ترانزیستور از نوع رسانایی یکسان تشکیل شده است، مدار Sziklai حاوی ترانزیستورهایی با قطبیت های مختلف است. p–n–p و n–p–n ). زن و شوهر سیکلای مانند رفتار می کنند n–p–n ترانزیستور با بهره بالا ولتاژ ورودی ولتاژ بین پایه و امیتر ترانزیستور Q1 است و ولتاژ اشباع برابر با حداقل افت ولتاژ در سراسر دیود است. توصیه می شود یک مقاومت کم مقاومت بین پایه و امیتر ترانزیستور Q2 قرار دهید. این مدار در مراحل خروجی فشار کش قوی هنگام استفاده از ترانزیستورهای خروجی با همان قطب استفاده می شود.

آبشار Sziklai، شبیه ترانزیستور باانتقال n – p – n

مدار کاسکد

یک ترانزیستور کامپوزیت که مطابق مدار به اصطلاح کاسکد ساخته شده است، با این واقعیت مشخص می شود که ترانزیستور VT1 در یک مدار با یک امیتر مشترک و ترانزیستور VT2 در یک مدار با یک پایه مشترک متصل می شود. چنین ترانزیستور کامپوزیتی معادل یک ترانزیستور منفرد متصل به مدار امیتر مشترک است، اما دارای خواص فرکانس بسیار بهتر و قدرت بدون اعوجاج بیشتر در بار است، و همچنین می تواند اثر میلر را به میزان قابل توجهی کاهش دهد (افزایش ظرفیت ظرفیت معادل معکوس کردن عنصر تقویت کننده به دلیل بازخورد از خروجی به ورودی این عنصر در هنگام خاموش شدن آن).

مزایا و معایب ترانزیستورهای کامپوزیت

مقادیر بهره بالا در ترانزیستورهای کامپوزیت فقط در حالت استاتیک تحقق می یابد، بنابراین ترانزیستورهای کامپوزیت به طور گسترده ای در مراحل ورودی تقویت کننده های عملیاتی استفاده می شوند. در مدارهای فرکانس بالا، ترانزیستورهای کامپوزیت دیگر چنین مزایایی ندارند - فرکانس محدود کننده تقویت جریان و سرعت عملکرد ترانزیستورهای کامپوزیت کمتر از پارامترهای مشابه برای هر یک از ترانزیستورهای VT1 و VT2 است.

مزایا:

الف)بهره جریان بالا

ب)مدار دارلینگتون به شکل مدارهای مجتمع ساخته می شود و در همان جریان، سطح کار سیلیکون کوچکتر از ترانزیستورهای دوقطبی است. این مدارها در ولتاژهای بالا بسیار مورد توجه هستند.

ایرادات:

الف)عملکرد پایین، به ویژه انتقال از حالت باز به حالت بسته. به همین دلیل، ترانزیستورهای کامپوزیت در درجه اول در مدارهای کلید و تقویت کننده فرکانس پایین در فرکانس های بالا استفاده می شوند، پارامترهای آنها بدتر از یک ترانزیستور است.

ب)افت ولتاژ رو به جلو در اتصال پایه-امیتر در مدار دارلینگتون تقریباً دو برابر ترانزیستورهای معمولی است و برای ترانزیستورهای سیلیکونی حدود 1.2 - 1.4 ولت است (نمی‌تواند کمتر از دو برابر افت ولتاژ در اتصال p-n باشد). .

V)ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر بالا، برای ترانزیستور سیلیکونی حدود 0.9 ولت (در مقایسه با 0.2 ولت برای ترانزیستورهای معمولی) برای ترانزیستورهای کم مصرف و حدود 2 ولت برای ترانزیستورهای پرقدرت (نمی تواند کمتر از افت ولتاژ در اتصال p-n به علاوه باشد. افت ولتاژ در ترانزیستور ورودی اشباع).

استفاده از مقاومت بار R1 بهبود برخی از ویژگی های ترانزیستور کامپوزیت را ممکن می سازد. مقدار مقاومت به گونه ای انتخاب می شود که جریان کلکتور-امیتر ترانزیستور VT1 در حالت بسته افت ولتاژی در مقاومت ایجاد می کند که برای باز کردن ترانزیستور VT2 کافی نیست. بنابراین، جریان نشتی ترانزیستور VT1 توسط ترانزیستور VT2 تقویت نمی شود، در نتیجه کل جریان کلکتور-امیتر ترانزیستور کامپوزیت در حالت خاموش کاهش می یابد. علاوه بر این، استفاده از مقاومت R1 با بستن اجباری ترانزیستور VT2 به افزایش سرعت ترانزیستور کامپوزیت کمک می کند. به طور معمول، مقاومت R1 در یک ترانزیستور دارلینگتون پرقدرت صدها اهم و در یک ترانزیستور دارلینگتون با سیگنال کوچک چندین کیلو اهم است. نمونه ای از مدار با مقاومت امیتر، ترانزیستور قدرتمند n-p-n دارلینگتون نوع KT825 است، بهره جریان آن 10000 (مقدار معمولی) برای جریان کلکتور 10 آمپر است.