Kas ir Darlingtonas tranzistors?

Darlingtonas tranzistors ir bipolāru tranzistoru pāris, kas savienoti, lai nodrošinātu ļoti lielu strāvas pastiprinājumu no zemas bāzes strāvas. Ieejas tranzistora emitētājs vienmēr ir savienots ar izejas tranzistora pamatni; to savācēji ir sasieti kopā. Rezultātā strāvu, ko pastiprina ieejas tranzistors, vēl vairāk pastiprina izejas tranzistors. Darlingtonu bieži izmanto, ja ir nepieciešams augsts pastiprinājums zemā frekvencē. Izplatītas lietojumprogrammas ietver audio pastiprinātāja izejas pakāpes, jaudas regulatorus, motora kontrolierus un displeja draiverus.

Darlingtonas tranzistoru, kas pazīstams arī kā Darlingtona pāris, 1953. gadā izgudroja Sidnijs Darlingtons uzņēmumā Bell Laboratories. 1950. un 1960. gados to sauca arī par superalfa pāri. Darlington atzina daudzās šī dizaina priekšrocības emitētāja-sekotāja shēmām un patentēja šo koncepciju.

Darlingtonas tranzistora parasti mazjaudas un liela pastiprinājuma raksturs var padarīt to ļoti jutīgu pret nelielām ieejas strāvas izmaiņām. Šī iemesla dēļ darlingtonus bieži izmanto pieskāriena un gaismas sensoros. Photodarlingtons ir īpaši izstrādāti gaismas jutīgām shēmām.

Izvades puse bieži ir liela jauda, ​​ar zemāku pastiprinājumu. Ar ļoti jaudīgu tranzistoru tas var vadīt motorus, jaudas invertorus un citas augstas strāvas ierīces. Vidējas jaudas konstrukcijas bieži izmanto ar integrētās shēmas (IC) loģiku, lai vadītu solenoīdus, gaismas diožu (LED) displejus un citas nelielas slodzes.

Darlingtonas tranzistoru konstrukcija nodrošina vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar standarta atsevišķu tranzistoru izmantošanu. Katra tranzistora pastiprinājums pārī tiek reizināts kopā, iegūstot diezgan lielu kopējo strāvas pastiprinājumu. Izejas tranzistora maksimālā kolektora strāva nosaka pāra kolektora strāvu — tā var būt 100 ampēri vai vairāk. Nepieciešams mazāk fiziskās vietas, jo tranzistori bieži tiek iesaiņoti vienā ierīcē. Vēl viena priekšrocība ir tā, ka kopējai shēmai var būt ļoti augsta ieejas pretestība.

Tranzistors parasti ievēro tos pašus konstrukcijas noteikumus kā viens tranzistors ar dažiem ierobežojumiem. Lai to ieslēgtu, ir nepieciešams augstāks bāzes izstarotāja spriegums, parasti divreiz lielāks nekā vienam tranzistoram. Tā izslēgšanas laiks ir daudz ilgāks, jo izejas tranzistora bāzes strāvu nevar aktīvi izslēgt. Šo aizkavi var samazināt, savienojot izlādes rezistoru starp izejas tranzistora pamatni un emitētāju. Tomēr Darlingtoni nav labi piemēroti augstfrekvences lietojumiem šī aizkaves laika dēļ.
Dārlingtonas tranzistora piesātinājuma spriegums ir arī augstāks, silīcijam bieži 0.7 V līdzstrāva, nevis aptuveni 0.2 V līdzstrāva. Tas dažreiz izraisa lielākas jaudas izkliedi, jo izejas tranzistors nevar piesātināt. Augstākās frekvencēs ir iespējama arī lielāka fāzes nobīde, kas var izraisīt nestabilitāti negatīvas atgriezeniskās saites gadījumā.

Darlingtonas tranzistora shēma bieži attēlo tranzistora elementu pāri, kas savienoti kopā viena liela apļa iekšpusē. Papildu Darlington vai Sziklai tranzistors kopā izmanto pretēju veidu tranzistorus. Ja ķēdē ir nepieciešami daudzi mazjaudas pāri, var izmantot Darlingtonas tranzistoru bloku IC. Draiveri tos bieži izmanto, jo tajos parasti ir iekļautas diodes, lai novērstu tapas, kad slodzes ir izslēgtas. Daudzas Darlingtonas shēmas ir konstruētas arī ar atsevišķu diskrētu tranzistoru pāriem, kas savienoti kopā.