Se prendiamo, ad esempio, un transistor MJE3055T ha una corrente massima di 10A, e il guadagno è solo di circa 50, quindi per aprirsi completamente ha bisogno di pompare nella base circa duecento milliampere; Una normale uscita MK non gestirà molto, ma se colleghi un transistor più debole tra loro (una specie di BC337) in grado di assorbire questi 200 mA, allora è facile. Ma è così che lo sappia. E se dovessi creare un sistema di controllo con spazzatura improvvisata, ti tornerà utile.

In pratica già pronto gruppi di transistor. Esternamente non è diverso da un transistor convenzionale. Stesso corpo, stesse tre gambe. È solo che ha molta potenza e la corrente di controllo è microscopica :) Nei listini prezzi di solito non si preoccupano e scrivono semplicemente: un transistor Darlington o un transistor composito.

Ad esempio una coppia BDW93C(NPN) e BDW94С(PNP) Ecco la loro struttura interna dalla scheda tecnica.

Inoltre, ci sono Assemblee di Darlington. Quando più prodotti vengono imballati contemporaneamente in un unico pacchetto. Una cosa indispensabile quando è necessario guidare un potente display LED o un motore passo-passo (). Un eccellente esempio di tale costruzione: molto popolare e facilmente disponibile ULN2003, capace di trascinare fino a 500 mA per ciascuno dei suoi sette gruppi. Le uscite sono possibili includere in parallelo per aumentare il limite attuale. In totale, un ULN può trasportare al suo interno fino a 3,5 A se tutti i suoi ingressi e uscite sono parallelizzati. Ciò che mi rende felice è che l'uscita è di fronte all'ingresso, è molto comodo far passare la tavola sotto di essa. Direttamente.

La scheda tecnica mostra la struttura interna di questo chip. Come puoi vedere, qui ci sono anche diodi protettivi. Nonostante siano disegnati come se fossero amplificatori operazionali, l'uscita qui è di tipo open collector. Cioè, può solo cortocircuitare a terra. Ciò che risulta chiaro dalla stessa scheda tecnica se si osserva la struttura di una valvola.

"C'è sicurezza nei numeri". Ecco come possiamo simbolicamente caratterizzare gli interruttori a transistor singolo. Naturalmente, è molto più facile risolvere i problemi se abbinato ad altri come te. L'introduzione di un secondo transistor consente di ridurre i requisiti per la diffusione e l'entità del coefficiente di trasmissione A 2 1e Gli interruttori a due transistor sono ampiamente utilizzati per commutare alte tensioni, nonché per far passare una grande corrente attraverso il carico .

Nella fig. 2.68, a...y mostra gli schemi per il collegamento di interruttori a due transistor su transistor bipolari a MK.

Riso. 2.68. Schemi di collegamento per interruttori a due transistor su transistor bipolari (inizio):

a) il transistor VT1 funge da inseguitore di emettitore. Amplifica la corrente e, tramite il resistore limitatore R2, la fornisce alla base del transistor VT2, che controlla direttamente il carico RH;

b) i transistor K77, VT2 sono collegati secondo il circuito Darlington (un altro nome è "transistor composito"). Il guadagno totale è pari al prodotto dei coefficienti di trasmissione L 21E di entrambi i transistor. Il transistor VT1 viene solitamente installato con bassa potenza e frequenza più elevata rispetto a VT2. Il resistore R1 determina il grado di saturazione della "coppia". La resistenza del resistore R2 viene selezionata in proporzione inversa alla corrente nel carico: da diverse centinaia di ohm a decine di kiloohm;

c) Lo schema D. Boxtel. Il diodo Schottky VD1 accelera lo spegnimento del potente transistor VT2, aumentando di 2...3 volte la pendenza dei fronti del segnale ad una frequenza di 100 kHz. Ciò elimina il principale svantaggio dei circuiti con transistor Darlington: basse prestazioni;

d) simile alla Fig. 2.68, a, ma il transistor VT1 si apre quando la linea MK viene commutata in modalità di ingresso con uno stato Z o un ingresso con un resistore "pull-up" interno. A questo proposito, il carico di corrente sulla linea di porta è ridotto, ma l'efficienza è ridotta a causa della dissipazione di potenza aggiuntiva sul resistore R1 a livello BASSO all'uscita MK;

e) “interruttore autoprotetto” sul transistor di potenza VT2 e sul transistor di limitazione VT1 Non appena la corrente nel carico Ln supera una certa soglia, ad esempio, a causa di un incidente o di un corto circuito, una tensione sufficiente ad aprire il transistor VT1 viene rilasciato sul resistore R3. Shunt il transistor di giunzione di base VT2, provocando la limitazione della corrente di uscita;

e) amplificatore di impulsi push-pull che utilizza transistor di diverse strutture; DI

g) il transistor I72 si apre con un ritardo di tempo relativamente breve (R2, VD1, C7) e si chiude con un ritardo di tempo relativamente ampio (C7, R3, VT1)\

h) un interruttore ad alta tensione che fornisce fronti di impulso di 0,1 MK s con una velocità di ripetizione fino a 1 MHz. Nello stato iniziale, il transistor VT1 è aperto e GT2 è chiuso. Durante l'impulso, il transistor VT1 si apre e la capacità di carico 7 viene scaricata rapidamente attraverso di essa? N. Il diodo VD1 impedisce il passaggio di correnti attraverso i transistor VT1, VT2\

i) l'inseguitore di emettitore composito sui transistor VT1, GT2 ha un guadagno di corrente estremamente elevato. Il resistore 7?2 garantisce la chiusura dei transistor ad un livello BASSO sull'uscita MK;

j) il transistor VT1 nello stato aperto blocca il transistor VT2. Il resistore R1 funge da carico del collettore per il transistor VT1 e da limitatore di corrente di base per il transistor VT2\ l) una potente cascata push-pull con un chip logico buffer 7)7)7, che ha uscite a collettore aperto. I segnali provenienti dalle due linee MK devono essere sfasati. I resistori R5, 7?6 limitano le correnti nel carico collegato al circuito a 6 uscite; DI

m) chiave per il carico Ln, che è collegato a una sorgente di tensione negativa. Il transistor VT1 funge da inseguitore di emettitore e il transistor VT2 funge da amplificatore con una base comune. La corrente di carico massima è determinata dalla formula / n [mA] = 3,7 / L, [kOhm]. Il diodo VDJ protegge il transistor VT2 dall'inversione di potenza.

n) un interruttore su transistor di diverse strutture. Il resistore R1 determina la corrente nel carico RH, ma deve essere selezionato con attenzione in modo da non superare la corrente di base del transistor VT2 quando il transistor VT1 è completamente aperto. Il circuito è critico per i coefficienti di trasferimento di entrambi i transistor;

o) simile alla Fig. 2.68, n, ma il transistor VT1 viene utilizzato come interruttore e non come resistenza variabile. La corrente di carico è impostata dal resistore R4. Il resistore R5 limita la corrente di avviamento iniziale del transistor VT2 con una grande componente capacitiva del carico RH. Il circuito non è critico per i coefficienti di trasmissione dei transistor. Se si utilizza un transistor "superba" KT825 come K72, la resistenza di R4 dovrebbe essere aumentata a 5,1 ... 10 kOhm;

n) un esempio pratico di commutazione di una tensione ad alta tensione di 170 V con una corrente a basso carico con una resistenza R H di almeno 27 kOhm;

p) simile alla Fig. 2.68, n, ma con un livello BASSO attivo all'uscita MK; DI

A proposito della fig. 2.68. Schemi di collegamento per interruttori a due transistor su transistor bipolari (estremità):

c) i transistor VT1 e kT2 funzionano in antifase. La tensione viene fornita al carico Ln tramite il transistor VT2 e il diodo VD1, mentre il transistor VT1 deve essere chiuso a livello ALTO dall'uscita superiore di MK. Per rimuovere la tensione dal carico, il transistor G72 viene chiuso ad un livello ALTO dall'uscita inferiore di MK, dopodiché il transistor VT1 si apre e attraverso il diodo VD2 scarica rapidamente la capacità di carico. Il vantaggio sono le prestazioni elevate, la capacità di riapplicare rapidamente la tensione al carico;

t) al MK viene fornita una potenza “ponderata” e filtrata nell'intervallo 4...4,5 V. Questa è fornita dal diodo zener di smorzamento VD1 e dal condensatore di soppressione del rumore C1. A livello ALTO all'uscita del MK, i transistor K77, G72 sono chiusi, a livello BASSO sono aperti. La corrente massima consentita del diodo zener VD1 deve essere tale da essere maggiore della somma del consumo di corrente di MK, della corrente attraverso il resistore R1 a livello BASSO all'uscita di MK e della corrente dei circuiti esterni se collegati a MK tramite altre linee portuali;

y) amplificatore video sui transistor VT1 e VT2, collegati secondo il circuito Sziklai. Questo è un tipo di circuito Darlington, ma con transistor di diversa conduttività. Questa "coppia" equivale a un transistor della struttura p-p-p con un guadagno ultra alto L21E. I diodi VD1, KD2 proteggono i transistor dai picchi di tensione che penetrano dall'esterno lungo il circuito OUT. Il resistore R1 limita la corrente in caso di cortocircuito accidentale nel cavo collegato a un carico remoto esterno di 75 Ohm.

7.1 Calcolo del punto di lavoro. Transistor VT2

Figura 7.1 - Circuito amplificatore preliminare

Prendiamo Rk = 80 Ohm.

Inoltre, quando si sceglie un transistor, è necessario tenere conto di: f = 17,5 MHz.

Il transistor 2T3129A9 soddisfa questi requisiti. Tuttavia, i dati sui suoi parametri a una determinata corrente e tensione sono insufficienti, quindi scegliamo il seguente punto operativo:

Iko = 15mA,

Tabella 7.1 - Parametri del transistor utilizzato

Nome	Designazione	Valori
	Capacità di giunzione del collettore
	Capacità della giunzione dell'emettitore
	Frequenza di taglio del transistor
	Coefficiente di trasferimento di corrente statico in un circuito con OE
	Temperatura ambiente
	Corrente di collettore costante
	Temperatura di transizione
	Dissipazione di potenza costante (nessun dissipatore di calore)

Calcoliamo i parametri del circuito equivalente per un dato transistor utilizzando le formule 5.1 - 5.13.

rb= =10 Ohm; gb==0,1 cm, dove

resistenza base RB,

rе= ==2,5 Ohm, dove

resistenza del riemettitore.

gbe===3,96 mSm, dove

conduttività dell'emettitore base GBE,

Ce===2,86 pF, dove

Capacità dell'emettitore,

Ri= =400 Ohm, dove

7.1.1 Calcolo della correzione dell'emettitore

dov'è la profondità del feedback;

f nella cascata è uguale a:

Accettiamo allora:

f nella cascata è uguale a:

7.1.2 Calcolo dello schema di stabilizzazione termica

Usiamo la stabilizzazione dell'emettitore poiché è stato scelto un transistor a bassa potenza, inoltre, la stabilizzazione dell'emettitore è già utilizzata nell'amplificatore calcolato. Il circuito di stabilizzazione termica dell'emettitore è mostrato in Figura 4.1.

Procedura di calcolo:

1. Selezionare la tensione dell'emettitore, la corrente del partitore e la tensione di alimentazione;

2. Quindi calcoleremo.

La tensione dell'emettitore viene scelta per essere uguale all'ordine. Scegliamo.

La corrente del divisore viene scelta come uguale a, dov'è la corrente di base del transistor e viene calcolata con la formula:

La tensione di alimentazione si calcola utilizzando la formula: V

I valori dei resistori vengono calcolati utilizzando le seguenti formule:

Nell'intervallo di temperatura da 0 a 50 gradi per un circuito calcolato in modo simile, la perdita risultante della corrente di riposo del transistor, di norma, non supera il (10-15)%, ovvero il circuito ha una stabilizzazione abbastanza accettabile .

7.2 Transistor VT1

Come transistor VT1 utilizziamo il transistor 2T3129A9 con lo stesso punto di funzionamento del transistor VT2:

Iko = 15mA,

Prendiamo Rk = 80 Ohm.

Calcoliamo i parametri del circuito equivalente per un dato transistor utilizzando le formule 5.1 - 5.13 e 7.1 - 7.3.

Sk(req)=Sk(passa)*=12=12 pF, dove

Sk(richiesto)-capacità della giunzione del collettore ad un dato Uke0,

Sk(pasp) è un valore di riferimento della capacità del collettore in Uke(pasp).

rb= =10 Ohm; gb==0,1 cm, dove

resistenza base RB,

Valore di riferimento della costante del circuito di retroazione.

rе= ==2,5 Ohm, dove

resistenza del riemettitore.

gbe===3,96 mSm, dove

conduttività dell'emettitore base GBE,

Valore di riferimento del coefficiente di trasferimento di corrente statico in un circuito ad emettitore comune.

Ce===2,86 pF, dove

Capacità dell'emettitore,

ft-valore di riferimento della frequenza di taglio del transistor a cui =1

Ri è la resistenza di uscita del transistor,

Uke0(aggiungi), Ik0(aggiungi) - rispettivamente, i valori di targa della tensione consentita sul collettore e la componente costante della corrente del collettore.

Resistenza di ingresso e capacità di ingresso dello stadio di carico.

La frequenza limite superiore è prevista in modo che ogni stadio abbia una distorsione di 0,75 dB. È opportuno introdurre una correzione.

7.2.1 Calcolo della correzione dell'emettitore

Il circuito di correzione dell'emettitore è mostrato nella Figura 7.2.

Figura 7.2 - Circuito di correzione dell'emettitore dello stadio intermedio

La correzione dell'emettitore viene introdotta per correggere le distorsioni della risposta in frequenza introdotte dal transistor, aumentando l'ampiezza del segnale nella giunzione base-emettitore con l'aumentare della frequenza del segnale amplificato.

Il guadagno in cascata è descritto dall'espressione:

dov'è la profondità del feedback;

in e parametri calcolati utilizzando le formule 5.7, 5.8, 5.9.

Dato il valore di F, il valore è dato da:

f nella cascata è uguale a:

Accettiamo allora:

f nella cascata è uguale a:

Amplificatore di commutazione

Come già indicato, nelle fasi preliminari è stato selezionato per il funzionamento il transistor GT320A. I valori dei parametri indicati nei libri di consultazione sono stati misurati a determinati valori di CEC e IKO...

Calcolo del dispositivo di amplificazione

Il punto di funzionamento è fissato dalle resistenze R12 e R22. Secondo le caratteristiche di uscita del transistor, IBa2 = 53,33 μA. Secondo le caratteristiche di ingresso del transistor, UBEa2 = 698 mV...

Amplificatore di impulsi

Calcoliamo il punto di funzionamento in due modi: 1. Quando si utilizza la resistenza attiva Rк nel circuito del collettore. 2. Quando si utilizza un'induttanza nel circuito del collettore. 1...

Amplificatore di impulsi

I dati iniziali per la progettazione del percorso si trovano nelle specifiche tecniche. Il transistor statistico medio dà un guadagno di 20 dB, secondo le nostre istruzioni è di 40 dB, da qui otteniamo che il nostro amplificatore avrà almeno 2 stadi...

Correttore dell'amplificatore

Calcoliamo il punto di funzionamento del transistor per gli stadi resistivo e choke utilizzando le formule: , (4.1) dove l'ampiezza della tensione all'uscita dell'amplificatore, la resistenza di carico...

Come notato sopra, come stadio di uscita utilizzeremo una cascata con feedback di tensione negativo parallelo, che ha la larghezza di banda maggiore quando si opera su un carico capacitivo...

Amplificatore modulatore laser

Nel calcolare la modalità DC richiesta del transistor degli stadi intermedio e di ingresso, è necessario concentrarsi sui rapporti indicati nel paragrafo 3.3.1, tenendo conto di ciò che viene sostituito dalla resistenza di ingresso dello stadio successivo. Ma...Amplificatore di potenza per 1-12 canali TV

Nel calcolare la modalità della cascata pre-terminale, concordiamo che tutte le cascate siano alimentate da una sorgente di tensione con un valore nominale Ep. Poiché Ep=Uк0, allora Uк0 in tutte le cascate viene considerato uguale...

Prendiamo Uout 2 volte maggiore del valore specificato, poiché parte della potenza di uscita viene persa nella protezione dell'ambiente. Uout=2Uout(set)=2 (V) Calcolare la corrente di uscita: Iout===0,04 (A) Calcolare le cascate con un resistore e un'induttanza nel circuito del collettore: Figura 2.2.1...

Amplificatore dell'unità ricevente del localizzatore a banda larga

Quando si calcola la modalità richiesta del transistor degli stadi intermedio e di ingresso per la corrente continua, è necessario concentrarsi sui rapporti indicati nel paragrafo 2.2.1, tenendo conto di ciò che viene sostituito dalla resistenza di ingresso dello stadio successivo. Ma...

Amplificatore di feedback

Selezioniamo il punto operativo utilizzando le formule: mA. UkA=Umn+Umin= V PkA=UkAIkA=100 mW Selezionare un transistor con i parametri: Ikmax=22 mA, Ukmax=18 V, Pmax=400 mW. Un transistor del genere potrebbe essere KT339A. Questo punto di funzionamento corrisponde ad una corrente di base di 275 μA e ad una tensione Ueb = 0...

Amplificatore di feedback

Quando si progettano circuiti per dispositivi radioelettronici, è spesso desiderabile disporre di transistor con parametri migliori di quelli offerti dai modelli offerti dai produttori di componenti radioelettronici (o migliori di quanto è possibile con la tecnologia di produzione dei transistor disponibile). Questa situazione si incontra più spesso nella progettazione di circuiti integrati. Di solito richiediamo un guadagno di corrente più elevato H 21, valore di resistenza di ingresso più alto H 11 o meno valore di conduttanza di uscita H 22 .

Vari circuiti di transistor compositi possono migliorare i parametri dei transistor. Esistono molte opportunità per implementare un transistor composito da transistor ad effetto di campo o bipolari di diversa conduttività, migliorandone al tempo stesso i parametri. Il più diffuso è lo schema Darlington. Nel caso più semplice, questa è la connessione di due transistor della stessa polarità. Un esempio di circuito Darlington che utilizza transistor npn è mostrato nella Figura 1.

Figura 1 Circuito Darlington che utilizza transistor NPN

Il circuito sopra è equivalente a un singolo transistor NPN. In questo circuito, la corrente di emettitore del transistor VT1 è la corrente di base del transistor VT2. La corrente di collettore del transistor composito è determinata principalmente dalla corrente del transistor VT2. Il vantaggio principale del circuito Darlington è l'elevato guadagno di corrente H 21, che può essere approssimativamente definito il prodotto H 21 transistor inclusi nel circuito:

(1)

Tuttavia, va tenuto presente che il coefficiente H 21 dipende fortemente dalla corrente del collettore. Pertanto, a valori bassi della corrente di collettore del transistor VT1, il suo valore può diminuire in modo significativo. Esempio di dipendenza H 21 dalla corrente del collettore per diversi transistor è mostrato in Figura 2

Figura 2 Dipendenza del guadagno del transistor dalla corrente del collettore

Come si può vedere da questi grafici, il coefficiente H 21e praticamente non cambia solo per due transistor: il KT361V domestico e il BC846A straniero. Per gli altri transistor, il guadagno di corrente dipende in modo significativo dalla corrente del collettore.

Nel caso in cui la corrente di base del transistor VT2 sia sufficientemente piccola, la corrente di collettore del transistor VT1 potrebbe essere insufficiente per fornire il valore di guadagno di corrente richiesto H 21. In questo caso, aumentando il coefficiente H 21 e, di conseguenza, una diminuzione della corrente di base del transistor composito può essere ottenuta aumentando la corrente di collettore del transistor VT1. Per fare ciò, un resistore aggiuntivo è collegato tra la base e l'emettitore del transistor VT2, come mostrato nella Figura 3.

Figura 3 Transistor Darlington composito con un resistore aggiuntivo nel circuito di emettitore del primo transistor

Ad esempio, definiamo gli elementi per un circuito Darlington assemblato sui transistor BC846A. Lasciamo che la corrente del transistor VT2 sia pari a 1 mA. Quindi la sua corrente di base sarà uguale a:

(2)

A questa corrente, il guadagno attuale H 21 diminuisce bruscamente e il guadagno di corrente complessivo potrebbe essere significativamente inferiore a quello calcolato. Aumentando la corrente di collettore del transistor VT1 utilizzando un resistore, è possibile aumentare significativamente il valore del guadagno complessivo H 21. Poiché la tensione alla base del transistor è costante (per un transistor al silicio tu essere = 0,7 V), quindi calcoliamo secondo la legge di Ohm:

(3)

In questo caso, possiamo aspettarci un guadagno di corrente fino a 40.000. Questo è il numero di transistor superbetta nazionali ed esteri, come KT972, KT973 o KT825, TIP41C, TIP42C. Il circuito Darlington è ampiamente utilizzato negli stadi di uscita degli amplificatori a bassa frequenza (), degli amplificatori operazionali e anche di quelli digitali, ad esempio.

Va notato che il circuito Darlington presenta lo svantaggio di una maggiore tensione U ke. Se nei normali transistor U ke è 0,2 V, quindi in un transistor composito questa tensione aumenta a 0,9 V. Ciò è dovuto alla necessità di aprire il transistor VT1, e per questo alla sua base dovrebbe essere applicata una tensione di 0,7 V (se consideriamo i transistor al silicio) .

Per eliminare questo inconveniente, è stato sviluppato un circuito a transistor composto che utilizza transistor complementari. Su Internet russo si chiamava schema Siklai. Questo nome deriva dal libro di Tietze e Schenk, sebbene questo schema in precedenza avesse un nome diverso. Ad esempio, nella letteratura sovietica veniva chiamata una coppia paradossale. Nel libro di W.E. Helein e W.H Holmes, un transistor composto basato su transistor complementari è chiamato circuito bianco, quindi lo chiameremo semplicemente transistor composto. Il circuito di un transistor pnp composito che utilizza transistor complementari è mostrato in Figura 4.

Figura 4 Transistor pnp composito basato su transistor complementari

Un transistor NPN è formato esattamente allo stesso modo. Il circuito di un transistor npn composito che utilizza transistor complementari è mostrato in Figura 5.

Figura 5 Transistor npn composito basato su transistor complementari

Nella bibliografia il primo posto è assegnato a un libro pubblicato nel 1974, ma ci sono LIBRI e altre pubblicazioni. Ci sono basi che non diventano obsolete per molto tempo e un numero enorme di autori che semplicemente le ripetono. Devi essere in grado di dire le cose chiaramente! Durante tutta la mia carriera professionale mi sono imbattuto in meno di dieci LIBRI. Consiglio sempre di imparare la progettazione di circuiti analogici da questo libro.

Data ultimo aggiornamento file: 18/06/2018

Letteratura:

Insieme all'articolo "Transistor composito (circuito Darlington)" si legge:

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

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

Transistor composito (transistor Darlington) - combina due o più transistor bipolari per aumentare il guadagno di corrente. Tale transistor viene utilizzato nei circuiti che funzionano con correnti elevate (ad esempio, nei circuiti stabilizzatori di tensione, stadi di uscita degli amplificatori di potenza) e negli stadi di ingresso degli amplificatori se è necessario fornire un'elevata impedenza di ingresso.

Simbolo di un transistor composito

Un transistor composto ha tre terminali (base, emettitore e collettore), che sono equivalenti ai terminali di un singolo transistor convenzionale. Il guadagno di corrente di un tipico transistor composto (a volte chiamato erroneamente "superbeta") è ≈ 1000 per transistor ad alta potenza e ≈ 50.000 per transistor a bassa potenza. Ciò significa che una piccola corrente di base è sufficiente per accendere il transistor composto.

A differenza dei transistor bipolari, i transistor ad effetto di campo non vengono utilizzati in una connessione composita. Non è necessario combinare i transistor ad effetto di campo, poiché hanno già una corrente di ingresso estremamente bassa. Tuttavia, esistono circuiti (ad esempio, un transistor bipolare a gate isolato) in cui vengono utilizzati insieme transistor ad effetto di campo e bipolari. In un certo senso, tali circuiti possono anche essere considerati transistor compositi. Lo stesso per un transistor compositoÈ possibile aumentare il valore del guadagno riducendo lo spessore della base, ma ciò presenta alcune difficoltà tecnologiche.

Esempio superbeta (super-β)i transistor possono essere utilizzati nelle serie KT3102, KT3107. Tuttavia, possono anche essere combinati utilizzando lo schema Darlington. In questo caso la corrente di polarizzazione di base può essere resa pari a soli 50 pA (esempi di tali circuiti sono amplificatori operazionali come LM111 e LM316).

Foto di un tipico amplificatore che utilizza transistor compositi

Circuito di Darlington

Un tipo di transistor di questo tipo è stato inventato dall'ingegnere elettrico Sidney Darlington.

Rappresentazione schematica di un transistor composito

Un transistor composto è una connessione in cascata di diversi transistor collegati in modo tale che il carico nell'emettitore dello stadio precedente sia la transizione base-emettitore del transistor dello stadio successivo, cioè i transistor sono collegati da collettori e l'emettitore del transistor di ingresso è collegato alla base del transistor di uscita. Inoltre, è possibile utilizzare un carico resistivo del primo transistor come parte del circuito per accelerare la chiusura. Tale connessione nel suo insieme è considerata come un transistor, il cui guadagno corrente, quando i transistor funzionano in modalità attiva, è approssimativamente uguale al prodotto dei guadagni del primo e del secondo transistor:

βñ = β1 ∙ β2

Mostriamo che un transistor composito ha effettivamente un coefficienteβ , significativamente più grande di entrambi i suoi componenti. Impostazione dell'incrementoDlB=dlb1, noi abbiamo:

Dle1 = (1 + β 1) ∙ dlB=dlb2

DlA=dlk1+dlk2= β 1 ∙ dlB+ β 2 ∙ ((1 + β 1) ∙ dlB)

Condivisione Dl a SU dlB, troviamo il coefficiente di trasmissione differenziale risultante:

βΣ = β1 + β2 + β1 ∙ β2

Perché sempreβ >1 , si potrebbe considerare:

β Σ = β 1 ∙ β 1

Va sottolineato che i coefficientiβ 1 E β 1 possono differire anche nel caso di transistor dello stesso tipo, a causa della corrente dell'emettitoreio e2 V 1+β2volte la corrente dell'emettitoreio e1(questo segue dall'ovvia uguaglianzaio b2 = io e1).

Schema Siklai

La coppia Darlington è simile alla connessione del transistor Sziklai, dal nome del suo inventore George Sziklai, ed è talvolta chiamata anche transistor Darlington complementare. A differenza del circuito Darlington, che consiste di due transistor dello stesso tipo di conduttività, il circuito Sziklai contiene transistor di polarità diversa ( p – n – p e n – p – n ). La coppia Siklai si comporta così n-p-n -transistor ad alto guadagno. La tensione di ingresso è la tensione tra la base e l'emettitore del transistor Q1 e la tensione di saturazione è pari almeno alla caduta di tensione attraverso il diodo. Si consiglia di includere un resistore a bassa resistenza tra la base e l'emettitore del transistor Q2. Questo circuito viene utilizzato in potenti stadi di uscita push-pull quando si utilizzano transistor di uscita con la stessa polarità.

Cascata Sziklai, simile a un transistor con transizione n – p – n

Circuito Cascode

Un transistor composito, realizzato secondo il cosiddetto circuito cascode, è caratterizzato dal fatto che il transistor VT1 è collegato in un circuito con un emettitore comune e il transistor VT2 è collegato in un circuito con una base comune. Un tale transistor composito è equivalente a un singolo transistor collegato in un circuito ad emettitore comune, ma ha proprietà di frequenza molto migliori e una maggiore potenza non distorta nel carico e può anche ridurre significativamente l'effetto Miller (un aumento della capacità equivalente del elemento amplificatore invertente a causa del feedback dall'uscita all'ingresso di questo elemento quando è spento).

Vantaggi e svantaggi dei transistor compositi

I valori di guadagno elevati nei transistor compositi sono realizzati solo in modalità statica, quindi i transistor compositi sono ampiamente utilizzati negli stadi di ingresso degli amplificatori operazionali. Nei circuiti ad alta frequenza, i transistor compositi non presentano più tali vantaggi: la frequenza limite dell'amplificazione di corrente e la velocità di funzionamento dei transistor compositi sono inferiori agli stessi parametri per ciascuno dei transistor VT1 e VT2.

Vantaggi:

UN)Elevato guadagno di corrente.

B)Il circuito Darlington è realizzato sotto forma di circuiti integrati e, a parità di corrente, la superficie di lavoro del silicio è inferiore a quella dei transistor bipolari. Questi circuiti sono di grande interesse alle alte tensioni.

Screpolatura:

UN)Prestazioni basse, in particolare la transizione dallo stato aperto a quello chiuso. Per questo motivo, i transistor compositi vengono utilizzati principalmente nei circuiti chiave e amplificatori a bassa frequenza alle alte frequenze, i loro parametri sono peggiori di quelli di un singolo transistor;

B)La caduta di tensione diretta attraverso la giunzione base-emettitore in un circuito Darlington è quasi il doppio di quella in un transistor convenzionale e per i transistor al silicio è di circa 1,2 - 1,4 V (non può essere inferiore al doppio della caduta di tensione sulla giunzione p-n) .

V)Elevata tensione di saturazione collettore-emettitore, per un transistor al silicio circa 0,9 V (rispetto a 0,2 V per i transistor convenzionali) per transistor a bassa potenza e circa 2 V per transistor ad alta potenza (non può essere inferiore alla caduta di tensione attraverso la giunzione p-n più caduta di tensione sul transistor di ingresso saturo).

L'utilizzo del resistore di carico R1 consente di migliorare alcune caratteristiche del transistor composito. Il valore del resistore è selezionato in modo tale che la corrente collettore-emettitore del transistor VT1 nello stato chiuso crei una caduta di tensione attraverso il resistore che non è sufficiente per aprire il transistor VT2. Pertanto, la corrente di dispersione del transistor VT1 non viene amplificata dal transistor VT2, riducendo così la corrente totale collettore-emettitore del transistor composito nello stato spento. Inoltre, l'uso del resistore R1 aiuta ad aumentare la velocità del transistor composito forzando la chiusura del transistor VT2. Tipicamente, la resistenza di R1 è di centinaia di ohm in un transistor Darlington ad alta potenza e di diversi kOhm in un transistor Darlington a piccolo segnale. Un esempio di circuito con un resistore di emettitore è un potente transistor Darlington n-p-n di tipo KT825, il suo guadagno di corrente è 10.000 (valore tipico) per una corrente di collettore di 10 A.