اگر ترانزیستورها را همانطور که در شکل نشان داده شده است وصل کنید. 2.60، سپس مدار حاصل به عنوان یک ترانزیستور و ضریب آن کار خواهد کرد β برابر حاصلضرب ضرایب خواهد بود β اجزای ترانزیستور

برنج. 2.60. ترانزیستور کامپوزیت دارلینگتون .

این تکنیک برای مدارهایی که جریان‌های بالا را مدیریت می‌کنند (مانند تنظیم‌کننده‌های ولتاژ یا مراحل خروجی تقویت‌کننده قدرت) یا برای مراحل ورودی تقویت‌کننده که نیاز به امپدانس ورودی بالا دارند، مفید است.

در ترانزیستور دارلینگتون، افت ولتاژ بین پایه و امیتر دو برابر ولتاژ معمولی است و ولتاژ اشباع حداقل برابر با افت ولتاژ در سراسر دیود است (از آنجایی که پتانسیل امیتر ترانزیستور وجود دارد. T 1باید از پتانسیل امیتر ترانزیستور تجاوز کند T 2با افت ولتاژ در دیود). علاوه بر این، ترانزیستورهای متصل به این روش مانند یک ترانزیستور با سرعت نسبتا پایین رفتار می کنند، زیرا ترانزیستور T 1نمی تواند به سرعت ترانزیستور را خاموش کند T 2. با توجه به این خاصیت، معمولاً بین پایه و امیتر ترانزیستور است T 2مقاومت را روشن کنید (شکل 2.61).

برنج. 2.61. افزایش سرعت خاموش شدن در ترانزیستور دارلینگتون مرکب.

مقاومت آراز بایاس ترانزیستور جلوگیری می کند T 2به دلیل جریان های نشتی ترانزیستورها به ناحیه هدایت T 1و T 2. مقاومت مقاومت به گونه‌ای انتخاب می‌شود که جریان‌های نشتی (که در نانوآمپر برای ترانزیستورهای سیگنال کوچک و در صدها میکروآمپر برای ترانزیستورهای پرقدرت اندازه‌گیری می‌شوند) افت ولتاژی در آن ایجاد می‌کند که از افت ولتاژ در سراسر دیود تجاوز نمی‌کند. در عین حال جریانی از آن عبور می کند که در مقایسه با جریان پایه ترانزیستور کوچک است T 2. معمولا مقاومت آرچند صد اهم در ترانزیستور دارلینگتون پرقدرت و چندین هزار اهم در ترانزیستور دارلینگتون دارای سیگنال کوچک است.

این صنعت ترانزیستورهای دارلینگتون را به شکل ماژول های کامل تولید می کند که معمولاً شامل یک مقاومت امیتر است. نمونه ای از چنین طرح استانداردی قدرتمند است n‑р‑nترانزیستور دارلینگتون از نوع 2N6282 است، بهره جریان آن 4000 (معمولی) برای جریان کلکتور 10 آمپر است.

اتصال ترانزیستورها طبق طرح Sziklai (سیکلای). اتصال ترانزیستورها طبق مدار Sziklai مداری مشابه مداری است که ما به آن نگاه کردیم. همچنین باعث افزایش ضریب می شود β . گاهی اوقات چنین اتصالی ترانزیستور دارلینگتون مکمل نامیده می شود (شکل 2.62).

برنج. 2.62 . اتصال ترانزیستورها طبق نمودار سیکلای("ترانزیستور مکمل دارلینگتون").

مدار مانند یک ترانزیستور رفتار می کند n‑р‑n- با ضریب بزرگ تایپ کنید β . مدار دارای یک ولتاژ واحد بین پایه و امیتر است و ولتاژ اشباع، مانند مدار قبلی، حداقل برابر با افت ولتاژ در سراسر دیود است. بین پایه و امیتر ترانزیستور T 2توصیه می شود یک مقاومت با مقاومت کوچک در نظر گرفته شود. طراحان زمانی که می خواهند از ترانزیستورهای خروجی تنها یک قطبی استفاده کنند، از این مدار در مراحل خروجی فشار کشش با قدرت بالا استفاده می کنند. نمونه ای از چنین مداری در شکل نشان داده شده است. 2.63.

برنج. 2.63. یک آبشار فشار کش قدرتمند که فقط از ترانزیستورهای خروجی استفاده می کند n‑р‑n-نوع

مانند قبل، مقاومت، مقاومت جمع کننده ترانزیستور است T 1. ترانزیستور دارلینگتون که توسط ترانزیستورها تشکیل شده است T 2و تی 3، مانند یک ترانزیستور عمل می کند n‑р‑nنوع، با بهره جریان زیاد. ترانزیستورها T 4و T 5، مطابق مدار Sziklai متصل شده است، مانند یک ترانزیستور قدرتمند رفتار می کند p‑n‑p- نوع با بهره بالا. مانند قبل، مقاومت ها R 3و R 4مقاومت کمی دارند گاهی اوقات این مدار را یک تکرار کننده فشار کش با تقارن شبه مکمل می نامند. در یک آبشار واقعی با تقارن اضافی (مکمل)، ترانزیستورها T 4و T 5مطابق مدار دارلینگتون متصل خواهد شد.

ترانزیستور با بهره جریان فوق العاده بالا.ترانزیستورهای کامپوزیت - ترانزیستورهای دارلینگتون و مانند آن - نباید با ترانزیستورهای با بهره جریان فوق العاده بالا که بهره بسیار بالایی دارند اشتباه گرفته شوند. ساعت 21 Eدر طی فرآیند تکنولوژیکی ساخت یک عنصر به دست می آید. نمونه ای از چنین عنصری ترانزیستور نوع 2N5962 است که برای آن حداقل افزایش جریان 450 تضمین می شود که جریان کلکتور در محدوده 10 μA تا 10 میلی آمپر تغییر کند. این ترانزیستور متعلق به سری عناصر 2N5961-2N5963 است که با طیف وسیعی از حداکثر ولتاژ مشخص می شود. U CEاز 30 تا 60 ولت (اگر ولتاژ کلکتور باید بیشتر باشد، باید مقدار را کاهش دهید β ). این صنعت جفت ترانزیستورهای همسان با مقادیر ضریب فوق العاده بالا تولید می کند β . آنها در تقویت کننده های کم سیگنال استفاده می شوند که ترانزیستورها باید دارای ویژگی های مشابه باشند. به این موضوع اختصاص داده شده است بخش 2.18. نمونه هایی از این مدارهای استاندارد مدارهایی مانند LM394 و MAT-01 هستند. آنها جفت ترانزیستورهای با بهره بالا هستند که در آنها ولتاژ وجود دارد U BEمطابق با کسری از میلی ولت (بهترین مدارها تا 50 میکروولت تطبیق را ارائه می دهند) و ضریب ساعت 21 E- تا 1٪. مدار نوع MAT-03 یک جفت همسان است p‑n‑p- ترانزیستورها

ترانزیستورهای با نسبت بسیار بالا β می توان با توجه به طرح دارلینگتون ترکیب کرد. 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.

لینک پیگیری

هنگام تنظیم ولتاژ بایاس، به عنوان مثال در یک دنبال کننده امیتر، مقاومت های تقسیم کننده در مدار پایه طوری انتخاب می شوند که تقسیم کننده نسبت به پایه به عنوان منبع ولتاژ سخت عمل کند، یعنی مقاومت مقاومت های موازی متصل به طور قابل توجهی کمتر از مقاومت ورودی مدار در پایه های جانبی است. در این راستا، مقاومت ورودی کل مدار توسط تقسیم کننده ولتاژ تعیین می شود - برای سیگنالی که به ورودی آن می رسد، مقاومت ورودی بسیار کمتر از آنچه واقعاً لازم است به نظر می رسد. در شکل شکل 2.64 یک مثال مربوطه را نشان می دهد.

برنج. 2.64.

امپدانس ورودی مدار تقریباً 9 کیلو اهم است و مقاومت تقسیم کننده ولتاژ برای سیگنال ورودی 10 کیلو اهم است. مطلوب است که مقاومت ورودی همیشه بالا باشد، و در هر صورت عاقلانه نیست که منبع سیگنال ورودی مدار را با یک تقسیم کننده بارگذاری کنیم، که در نهایت فقط برای ارائه بایاس به ترانزیستور مورد نیاز است. روش ارتباطی ردیابی به شما امکان می دهد از این دشواری خارج شوید (شکل 2.65).

برنج. 2.65. افزایش امپدانس ورودی دنبال کننده امیتر در فرکانس های سیگنال با قرار دادن یک تقسیم کننده در مدار ردیابی، که یک بایاس پایه را فراهم می کند.

بایاس ترانزیستور توسط مقاومت ها ارائه می شود R1، R2، R3. خازن ج 2به گونه ای انتخاب می شود که مقاومت کل آن در فرکانس های سیگنال در مقایسه با مقاومت مقاومت های بایاس کوچک باشد. مانند همیشه، اگر مقاومت DC منبع آن در پایه (در این مورد 9.7 کیلو اهم) به طور قابل توجهی کمتر از مقاومت DC از پایه (در این مورد ~ 100 کیلو اهم) باشد، بایاس پایدار خواهد بود. اما در اینجا مقاومت ورودی برای فرکانس های سیگنال برابر با مقاومت DC نیست.

مسیر سیگنال را در نظر بگیرید: سیگنال ورودی U دریک سیگنال در امیتر تولید می کند u E ~= تو در، بنابراین افزایش جریان از طریق مقاومت بایاس R 3، خواهد بود من = (تو در – u E)/R 3~= 0، یعنی زدر = تو در /من ورودی) ~=

ما دریافتیم که مقاومت ورودی (شنت) مدار بایاس برای آن بسیار زیاد است فرکانس های سیگنال .

رویکرد دیگر برای تحلیل مدار مبتنی بر این واقعیت است که افت ولتاژ در یک مقاومت R 3برای همه فرکانس های سیگنال یکسان است (از آنجایی که ولتاژ بین پایانه های آن به طور مساوی تغییر می کند)، یعنی یک منبع جریان است. اما مقاومت منبع جریان بی نهایت است. در واقع، مقدار واقعی مقاومت بی نهایت نیست، زیرا بهره پیرو کمی کمتر از 1 است. این به دلیل این واقعیت است که افت ولتاژ بین پایه و امیتر به جریان کلکتور بستگی دارد، که با تغییر سطح سیگنال تغییر می کند. . همان نتیجه را می توان به دست آورد اگر تقسیم کننده را که توسط مقاومت خروجی در سمت امیتر تشکیل شده است در نظر بگیریم [ r E = 25/من ک(mA) اهم] و مقاومت امیتر. اگر بهره ولتاژ تکرار کننده نشان داده شود آ (آ~= 1)، سپس مقدار مقاومت موثر R 3در فرکانس سیگنال برابر است R 3 /(1 – آ). در عمل، ارزش موثر مقاومت R 3تقریباً 100 برابر بزرگتر از مقدار اسمی آن است و مقاومت ورودی توسط مقاومت ورودی ترانزیستور در سمت پایه غالب است. در یک تقویت کننده معکوس کننده امیتر معمولی، یک اتصال ردیابی مشابه می تواند ایجاد شود، زیرا سیگنال در امیتر از سیگنال در پایه پیروی می کند. توجه داشته باشید که مدار تقسیم‌کننده ولتاژ بایاس از خروجی امیتر امپدانس پایین AC (در فرکانس‌های سیگنال) تغذیه می‌شود، بنابراین سیگنال ورودی مجبور نیست این کار را انجام دهد.

اتصال سروو در بار کلکتور.اگر آبشار روی یک تکرار کننده بارگذاری شود، می توان از اصل کوپلینگ سروو برای افزایش مقاومت موثر مقاومت بار کلکتور استفاده کرد. در این مورد، بهره ولتاژ آبشار به طور قابل توجهی افزایش می یابد [به یاد بیاورید KU = – g m R K، آ گرم متر = 1/(R 3 + r E)]·

در شکل شکل 2.66 نمونه ای از یک مرحله خروجی فشار کش با یک پیوند سروو را نشان می دهد که شبیه به مدار تکرار کننده فشار-کشی که در بالا بحث شد ساخته شده است.

برنج. 2.66. کوپلینگ سروو در بار کلکتور تقویت کننده قدرت که مرحله بارگذاری است.

از آنجایی که خروجی سیگنال را بر اساس ترانزیستور تکرار می کند T 2، خازن بایک اتصال ردیابی به بار کلکتور ترانزیستور ایجاد می کند T 1و یک افت ولتاژ ثابت را در سراسر مقاومت حفظ می کند R 2در حضور یک سیگنال (امپدانس خازن باباید در مقایسه با R 1و R 2در کل باند فرکانس سیگنال). با تشکر از این، مقاومت R 2شبیه منبع جریان می شود، بهره ترانزیستور افزایش می یابد T 1ولتاژ و ولتاژ کافی را در پایه ترانزیستور حفظ می کند T 2حتی در مقادیر اوج سیگنال. هنگامی که سیگنال به ولتاژ تغذیه نزدیک می شود U QCپتانسیل در نقطه اتصال مقاومت R 1و R 2می شود بیش از U QC، به لطف شارژ انباشته شده توسط خازن با. علاوه بر این، اگر R 1 = R 2(گزینه خوبی برای انتخاب مقاومت ها)، پس پتانسیل در نقطه اتصال آنها بیشتر خواهد شد U QC 1.5 بار در لحظه ای که سیگنال خروجی برابر می شود U QC. این مدار در طراحی تقویت کننده های خانگی با فرکانس پایین بسیار محبوب شده است، اگرچه یک منبع جریان ساده نسبت به مدار سروو مزایایی دارد زیرا نیاز به عنصر نامطلوب - خازن الکترولیتی - را از بین می برد و عملکرد فرکانس پایین بهتری را ارائه می دهد.

آمپلی فایر دقیقاً به این نام خوانده می شود، نه به این دلیل که نویسنده آن دارلینگتون است، بلکه به این دلیل که مرحله خروجی تقویت کننده قدرت بر روی ترانزیستورهای دارلینگتون (کامپوزیت) ساخته شده است.

برای مرجع : دو ترانزیستور از یک ساختار برای بهره بالا به روش خاصی به هم متصل می شوند. این اتصال ترانزیستورها یک ترانزیستور کامپوزیت یا ترانزیستور دارلینگتون را تشکیل می دهد - که به نام مخترع این طرح مدار نامگذاری شده است. چنین ترانزیستوری در مدارهایی که با جریان های بالا کار می کنند (به عنوان مثال 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. 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 ≈1000 برای ترانزیستورهای پرقدرت و ≈50000 برای ترانزیستورهای کم مصرف است.

مزایای ترانزیستور دارلینگتون

بهره جریان بالا

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.

معایب ترانزیستور مرکب

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

افت ولتاژ رو به جلو در اتصال بیس-امیتر در مدار دارلینگتون تقریباً دو برابر ترانزیستورهای معمولی است و برای ترانزیستورهای سیلیکونی حدود 1.2 - 1.4 ولت است.

ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر بالا، برای ترانزیستور سیلیکونی حدود 0.9 ولت برای ترانزیستورهای کم مصرف و حدود 2 ولت برای ترانزیستورهای پرقدرت.

نمودار شماتیک ULF

آمپلی فایر را می توان ارزان ترین گزینه برای ساختن خودتان آمپلی فایر ساب ووفر نامید. با ارزش ترین چیز در مدار ترانزیستورهای خروجی است که قیمت آنها از 1 دلار تجاوز نمی کند. در تئوری، چنین تقویت کننده ای را می توان با 3-5 دلار بدون منبع تغذیه مونتاژ کرد. بیایید یک مقایسه کوچک انجام دهیم: کدام ریز مدار می تواند 100 تا 200 وات برق را برای یک بار 4 اهم تامین کند؟ افراد مشهور بلافاصله به ذهن می رسند. اما اگر قیمت ها را مقایسه کنید، مدار دارلینگتون هم ارزان تر و هم قدرتمندتر از TDA7294 است!

خود ریز مدار بدون قطعات حداقل 3 دلار قیمت دارد و قیمت قطعات فعال مدار دارلینگتون 2-2.5 دلار بیشتر نیست! علاوه بر این، مدار دارلینگتون 50-70 وات قدرتمندتر از TDA7294 است!

با بار 4 اهم، آمپلی فایر 150 وات می دهد؛ این ارزان ترین و بهترین گزینه برای تقویت کننده ساب ووفر است. مدار تقویت کننده از دیودهای یکسو کننده ارزان قیمت استفاده می کند که در هر دستگاه الکترونیکی یافت می شود.

تقویت کننده می تواند چنین قدرتی را به دلیل استفاده از ترانزیستورهای کامپوزیت در خروجی ارائه دهد، اما در صورت تمایل، می توان آنها را با ترانزیستورهای معمولی جایگزین کرد. استفاده از جفت مکمل KT827/25 راحت است، اما البته قدرت تقویت کننده به 50-70 وات کاهش می یابد. در آبشار دیفرانسیل می توانید از KT361 یا KT3107 داخلی استفاده کنید.

یک آنالوگ کامل ترانزیستور TIP41 KT819A ما است.این ترانزیستور برای تقویت سیگنال از مراحل دیفرانسیل و هدایت خروجی ها عمل می کند.مقاومت های امیتر را می توان با توان 2-5 وات استفاده کرد؛ آنها از مرحله خروجی محافظت می کنند. در مورد مشخصات فنی ترانزیستور TIP41C بیشتر بخوانید. برگه داده برای TIP41 و TIP42.

مواد اتصال PN: Si

ساختار ترانزیستور: NPN

محدود کردن اتلاف توان کلکتور ثابت (Pc) ترانزیستور: 65 وات

ولتاژ پایه کلکتور ثابت محدود (Ucb): 140 ولت

محدود کردن ولتاژ ثابت کلکتور-امیتر (Uce) ترانزیستور: 100 ولت

محدود کردن ولتاژ پایه امیتر ثابت (Ueb): 5 ولت

محدود کردن جریان ثابت کلکتور ترانزیستور (Ic max): 6 A

دمای حد اتصال p-n (Tj): 150 درجه سانتیگراد

فرکانس قطع ضریب انتقال جریان (Ft) ترانزیستور: 3 مگاهرتز

- ظرفیت اتصال جمع کننده (Cc): pF

ضریب انتقال جریان ساکن در مدار امیتر مشترک (Hfe)، حداقل: 20

چنین تقویت کننده ای را می توان هم به عنوان ساب ووفر و هم برای آکوستیک باند پهن استفاده کرد. عملکرد آمپلی فایر نیز بسیار خوب است. با بار 4 اهم، توان خروجی آمپلی فایر حدود 150 وات است، با بار 8 اهم قدرت 100 وات است، حداکثر توان آمپلی فایر با منبع تغذیه +/- تا 200 وات می رسد. 50 ولت.

اگر مثلاً یک ترانزیستور را در نظر بگیریم MJE3055Tحداکثر جریان آن 10 آمپر است و بهره فقط حدود 50 است؛ بر این اساس، برای اینکه کاملاً باز شود، باید حدود دویست میلی آمپر جریان را به پایه پمپ 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 های آن 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. به طور مستقیم.

دیتاشیت ساختار داخلی این تراشه را نشان می دهد. همانطور که می بینید، دیودهای محافظ نیز در اینجا وجود دارد. با وجود 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.

در مدارهای مجتمع و الکترونیک گسسته، دو نوع ترانزیستور کامپوزیت رایج شده اند: مدارهای دارلینگتون و سیکلای. در مدارهای ریز توان، مانند مراحل ورودی op-amp، ترانزیستورهای مرکب امپدانس ورودی بالا و جریان ورودی کم را ارائه می دهند. در دستگاه‌هایی که با جریان‌های بالا کار می‌کنند (به عنوان مثال، برای تثبیت‌کننده‌های ولتاژ یا مراحل خروجی تقویت‌کننده‌های قدرت)، برای افزایش کارایی لازم است از افزایش جریان بالای ترانزیستورهای قدرت اطمینان حاصل شود.

طرح Siklai یک قدرتمند را پیاده سازی می کند p-n-pترانزیستور با بهره بالا با استفاده از توان کم p-n-pترانزیستور با کوچک که درو قدرتمند n-p-nترانزیستور ( شکل 7.51). در مدارهای مجتمع، این گنجاندن توسط یک بتا بالا اجرا می شود p-n-pافقی مبتنی بر ترانزیستور p-n-pترانزیستوری و عمودی n-p-nترانزیستور این مدار همچنین در مراحل خروجی فشار کش قوی، زمانی که از ترانزیستورهای خروجی با قطبیت یکسان استفاده می شود، استفاده می شود. n-p-n).

شکل 7.51 - کامپوزیت p-n-pترانزیستور شکل 7.52 - کامپوزیت n-p-nطبق مدار Szyklai، ترانزیستور مطابق مدار دارلینگتون

مدار Sziklai یا ترانزیستور مکمل دارلینگتون مانند یک ترانزیستور رفتار می کند p-n-pنوع ( شکل 7.51) با افزایش جریان زیاد،

ولتاژ ورودی با یک ترانزیستور یکسان است. ولتاژ اشباع بیشتر از ولتاژ یک ترانزیستور با مقدار افت ولتاژ در محل اتصال امیتر است. n-p-nترانزیستور برای ترانزیستورهای سیلیکونی، این ولتاژ در حد یک ولت است، برخلاف کسری از ولت برای یک ترانزیستور. بین پایه و امیتر n-p-nترانزیستور (VT2)، توصیه می شود یک مقاومت با مقاومت کوچک برای سرکوب جریان کنترل نشده و افزایش پایداری حرارتی داشته باشید.

ترانزیستور دارلینگتون با استفاده از ترانزیستورهای تک قطبی ( شکل 7.52). بهره جریان با حاصل ضرب ضرایب ترانزیستورهای جزء تعیین می شود.

ولتاژ ورودی ترانزیستور دارلینگتون دو برابر یک ترانزیستور منفرد است. ولتاژ اشباع از ترانزیستور خروجی بیشتر است. امپدانس ورودی تقویت کننده عملیاتی در

.

مدار دارلینگتون در ترانزیستورهای سوئیچینگ یکپارچه گسسته استفاده می شود. دو ترانزیستور، دو مقاومت شنت و یک دیود محافظ ( شکل 7.53). مقاومت ها آر 1 و آر 2 افزایش را در حالت جریان کم سرکوب کنید، ( شکل 7.38) که مقدار کم جریان کنترل نشده و افزایش ولتاژ کاری ترانزیستور بسته را تضمین می کند.

شکل 7.53 - مدار الکتریکی یک ترانزیستور پالس دارلینگتون یکپارچه

مقاومت R2 (حدود 100 اهم) به شکل یک شنت تکنولوژیکی شبیه به شنت های اتصال کاتدی تریستورها تشکیل می شود. برای این منظور، هنگام تشکیل امیتر با استفاده از فوتولیتوگرافی، یک ماسک اکسید به شکل دایره در مناطق محلی خاص باقی می‌ماند. این ماسک های محلی اجازه انتشار ناخالصی دهنده را نمی دهند و باقی می مانند پ-ستون ها ( شکل 7.54). پس از متالیزاسیون در کل منطقه امیتر، این ستون ها نشان دهنده یک مقاومت توزیع شده R2 و یک دیود محافظ D ( شکل 7.53). هنگامی که ولتاژ کلکتور معکوس می شود، یک دیود محافظ از اتصالات امیتر در برابر خرابی محافظت می کند. مصرف برق ورودی ترانزیستور با استفاده از مدار دارلینگتون یک و نیم تا دو مرتبه قدر کمتر از یک ترانزیستور منفرد است. حداکثر فرکانس سوئیچینگ به ولتاژ محدود کننده و جریان کلکتور بستگی دارد. ترانزیستورهای فعلی با موفقیت در مبدل های پالس تا فرکانس های 100 کیلوهرتز کار می کنند. یکی از ویژگی های بارز ترانزیستور دارلینگتون یکپارچه، مشخصه انتقال درجه دوم آن است، زیرا که در-مشخصه آمپر به صورت خطی با افزایش جریان کلکتور به حداکثر مقدار افزایش می یابد.

برای به دست آوردن پارامترهای اصلی CT، باید مدل ترانزیستور دوقطبی (BT) خود را برای فرکانس های پایین در شکل 1 تنظیم کرد. 1a.

برنج. 1. گزینه های مدار معادل BT n-p-n

تنها دو پارامتر طراحی اصلی وجود دارد: بهره جریان و مقاومت ورودی ترانزیستور. پس از دریافت آنها، برای یک مدار خاص، با استفاده از فرمول های شناخته شده، می توانید افزایش ولتاژ، مقاومت ورودی و خروجی آبشار را محاسبه کنید.

مدارهای معادل ترانزیستورهای کامپوزیت دارلینگتون (STD) و Szyklai (STSh) در شکل نشان داده شده است. 2، فرمول های آماده برای محاسبه پارامترها در جدول آمده است. 1.

جدول 1 - فرمول های محاسبه پارامترهای CT

در اینجا مقاومت امیتر است که با فرمول محاسبه می شود:

برنج. 2 گزینه برای ترانزیستورهای کامپوزیت

مشخص است که b به جریان جمع کننده بستگی دارد (گراف وابستگی در برگه داده نشان داده شده است). اگر جریان پایه VT2 (همچنین به عنوان جریان امیتر یا کلکتور VT1 شناخته می شود) بسیار کوچک باشد، پارامترهای واقعی CT بسیار کمتر از پارامترهای محاسبه شده خواهد بود. بنابراین، برای حفظ جریان اولیه کلکتور VT1، کافی است یک مقاومت اضافی Radd را به مدار وصل کنید (شکل 2c). به عنوان مثال، اگر STD از KT315 به عنوان VT1 با حداقل جریان مورد نیاز Ik.min استفاده کند، مقاومت اضافی برابر با

می توانید یک مقاومت با مقدار اسمی 680 اهم قرار دهید.

اثر شنت Radd پارامترهای CT را کاهش می دهد، بنابراین در ریز مدارها و سایر مدارهای پیچیده با منبع جریان جایگزین می شود.

همانطور که از فرمول های جدول مشخص است. 1، بهره و امپدانس ورودی STD بیشتر از STS است. با این حال، دومی مزایای خود را دارد:

1. در ورودی STS ولتاژ کمتر از STD کاهش می یابد (Ube در مقابل 2Ube).
2. کلکتور VT2 به سیم مشترک متصل است، یعنی. در مداری با OE برای خنک کننده، VT2 را می توان مستقیماً روی بدنه فلزی دستگاه قرار داد.

تمرین عملکرد ترانزیستور مرکب

در شکل شکل 3 سه گزینه برای ساخت یک مرحله خروجی (پیرو امیتر) را نشان می دهد. هنگام انتخاب ترانزیستورها، باید برای b1~b2 و b3~b4 تلاش کنید. تفاوت را می توان با انتخاب جفت بر اساس برابری فاکتورهای افزایش ST b13~b24 جبران کرد (جدول 1 را ببینید).

• طرح در شکل 3a دارای بالاترین مقاومت ورودی است، اما این بدترین مدار در میان مدارهای داده شده است: به عایق بندی فلنج های ترانزیستورهای قدرتمند (یا رادیاتورهای جداگانه) نیاز دارد و کوچکترین نوسان ولتاژ را فراهم می کند، زیرا ~2 ولت باید بین پایه های CT کاهش یابد. ، در غیر این صورت اعوجاج "گام" به شدت ظاهر می شود.
• طرح در شکل 3b از زمانی به ارث رسید که جفت های مکمل ترانزیستور قدرتمند هنوز تولید نشده بودند. تنها مزیت در مقایسه با نسخه قبلی افت ولتاژ کمتر ~ 1.8 ولت و نوسان بزرگتر بدون اعوجاج است.
• طرح در شکل 3c به وضوح مزایای STS را نشان می دهد: حداقل ولتاژ بین پایه های ST کاهش می یابد و ترانزیستورهای قدرتمند را می توان روی یک رادیاتور مشترک بدون اسپیسرهای عایق قرار داد.

در شکل شکل 4 دو تثبیت کننده پارامتری را نشان می دهد. ولتاژ خروجی برای نسخه با STD:

از آنجایی که Ube بسته به دما و جریان کلکتور متفاوت است، گسترش ولتاژ خروجی مدار با STD بیشتر خواهد بود و بنابراین گزینه STS ترجیح داده می شود.

برنج. 3. گزینه هایی برای دنبال کنندگان امیتر خروجی در ST

برنج. 4. کاربرد CT به عنوان یک تنظیم کننده در یک تثبیت کننده خطی

هر ترکیب مناسبی از ترانزیستورها را می توان در مدارهای خطی استفاده کرد. نویسنده با لوازم خانگی شوروی مواجه شده است که از STS به صورت جفت KT315+KT814 و KT3107+KT815 استفاده می کردند (اگرچه /KT361 و KT3102/KT3107 پذیرفته شده است). به عنوان یک جفت مکمل، می توانید C945 و A733 را که اغلب در منابع تغذیه رایانه قدیمی یافت می شوند، استفاده کنید.

در مورد مقاله تئوری و عمل ترانزیستور مرکب بحث کنید