Складовою транзистор (схема Дарлінгтона)

Якщо з'єднати транзистори, як показано на рис. 2.60, то отримана схема буде працювати як один транзистор, причому його коефіцієнт # 946; буде дорівнює добутку коефіцієнтів # 946; складових транзисторів. Цей прийом корисний для схем, що працюють з великими струмами (наприклад, для стабілізаторів напруги або вихідних каскадів підсилювачів потужності) або для вхідних каскадів підсилювачів, якщо необхідно забезпечити великий вхідний імпеданс.

Мал. 2.60. Складовою транзистор Дарлінгтона.

У транзисторі Дарлінгтона падіння напруги між базою і емітером в два рази більше звичайного, а напруга насичення одно принаймні падіння напруги на діоді (так як потенціал емітера транзистора Т1 повинен перевищувати потенціал емітера транзистора Т2. На величину падіння напруги на діоді). Крім того, з'єднані таким чином транзистори поводяться як один транзистор з досить малим швидкодією, так як транзистор T1 не може швидко вимкнути транзистор Т2. З урахуванням цієї властивості зазвичай між базою і емітером транзистора Т2 включають резистор (рис. 2.61). Резистор R запобігає змішання транзистора Т2 в область провідності за рахунок струмів витоку транзисторів Т1 і Т2. Опір резистора вибирають так, щоб струми витоку (вимірювані в наноампер для малосигнальних транзисторів і в сотнях микроампер для потужних транзисторів) створювали на ньому падіння напруги, що не перевищує падіння напруги на діоді, і разом з тим щоб через нього протікав струм. малий у порівнянні з базовим струмом транзистора Т2. Зазвичай опір R становить кілька сотень ом в потужному транзисторі Дарлінгтона і кілька тисяч ом в малосигнальний транзисторі Дарлінгтона.

Мал. 2.61. Підвищення швидкості вимикання в складеному транзисторі Дарлінгтона.

Промисловість випускає транзистори Дарлінгтона у вигляді закінчених модулів, що включають, як правило, і емітерний резистор. Прикладом такої стандартної схеми служить потужний n-p-n - транзистор Дарлінгтона типу 2N6282, його коефіцієнт посилення по току дорівнює 4000 (типове значення) для колекторного струму, рівного 10 А.

З'єднання транзисторів по схемі Шіклаі (Sziklai). З'єднання транзисторів по схемі Шіклаі є схему, подібну до тієї. яку ми тільки що розглянули. Вона також забезпечує збільшення коефіцієнта # 946 ;. Іноді таке з'єднання називають комплементарних транзисторів Дарлінгтона (рис. 2.62). Схема веде себе як транзистор n-p-n - типу, що володіє великим коефіцієнтом # 946 ;. У схемі діє одне напруга між базою і емітером, а напруга насичення, як і в попередній схемі, так само принаймні падіння напруги на діоді. Між базою і емітером транзистора Т2 рекомендується включати резистор з невеликим опором. Розробники застосовують цю схему в потужних двотактних вихідних каскадах, коли хочуть використовувати вихідні транзистори тільки однієї полярності. Приклад такої схеми показаний на рис. 2.63. Як і раніше, резистор є колекторний резистор транзистора T1 Транзистор Дарлінгтона, утворений транзисторами Т2 і Т3. поводиться як один транзистор n-p-n - типу. з великим коефіцієнтом посилення по току. Транзистори Т4 і Т5. з'єднані за схемою Шіклаі, поводяться як потужний транзистор p-n-p - типу. з великим коефіцієнтом посилення. Як і раніше, резистори R3 і R4 мають невеликий опір. Цю схему іноді називають двотактним повторителем з квазідополнітельной симетрією. У цьому каскаді з додатковою симетрією (комплементарном) транзистори Т4 і Т5. були б з'єднані за схемою Дарлінгтона.

Мал. 2.62. З'єднання транзисторів по схемі Шіклаі ( «доповнює транзистор Дарлінгтона»).

Мал. 2.63. Потужний двотактний каскад, в якому використані вихідні транзистори тільки n-p-n - типу.

Транзистор з надвеликих значенням коефіцієнта посилення по току. Складові транзистори - транзистор Дарлінгтона і йому подібні - не слід плутати з транзисторами з надвеликих значенням коефіцієнта посилення по току, в яких дуже велике значення коефіцієнта h21е отримують в ході технологічного процесу виготовлення елемента. Прикладом такого елемента служить транзистор типу 2N5962. для якого гарантується мінімальний коефіцієнт посилення по току, рівний 450, при зміні колекторного струму в діапазоні від 10 мкА до 10 мА; цей транзистор належить до серії елементів 2N5961-2N5963, яка характеризується діапазоном максимальних напружень Uке від 30 до 60 В (якщо коллекторное напруга повинна бути більше, то слід піти на зменшення значення C). Промисловість випускає узгоджені пари транзисторів з надвеликих значенням коефіцієнта # 946 ;. Їх використовують в підсилювачах з низьким рівнем сигналу, для яких транзистори повинні мати узгоджені характеристики; цього питання присвячений розд. 2.18. Прикладами подібних стандартних схем служать схеми типу LM394 і МАТ-01; вони представляють собою транзисторні пари з великим коефіцієнтом посилення, в яких напруга Uбе погоджено до часткою милливольта (в самих хороших схемах забезпечується узгодження до 50 мкВ), а коефіцієнт h21е - до 1%. Схема типу МАТ-03 являє собою узгоджену пару p-n-p - транзисторів.

Транзистори з надвеликих значенням коефіцієнта # 946; можна об'єднувати за схемою Дарлінгтона. При цьому базовий струм зміщення можна зробити рівним всього лише 50 ПКА (прикладами таких схем служать операційні підсилювачі типу LM111 і LM316.