Корисник:Ilija002/песак

У електроници, конфигурација са више транзистора која се назива Дарлингтонова конфигурација (обично названа Дарлингтонов пар) је коло које се састоји од два биполарна транзистора са емитером једног транзистора који је повезан са базом другог, тако да је струја појачана првим транзистором. је додатно појачан другим.^[1] Колектори оба транзистора су повезани заједно. Ова конфигурација има много веће појачање струје од сваког транзистора одвојено. Делује као и често је упакован као један транзистор. Измислио га је 1953. Сидни Дарлингтон.

Понашање[уреди | уреди извор]

Дарлингтонов пар се понаша као један транзистор, што значи да има једну базу, колектор и емитер. Обично ствара високо струјно појачање (приближно производ појачања два транзистора, због чињенице да се њихове β вредности множе заједно). Општи однос између комбинованог струјног добитка и појединачних добитака је дат на следећи начин:

$\beta _{\mathrm {Darlington} }=\beta _{1}\cdot \beta _{2}+\beta _{1}+\beta _{2}$

Ако су β1 и β2 довољно високи (стотине), овај однос се може апроксимирати са:

$\beta _{\mathrm {Darlington} }\approx \beta _{1}\cdot \beta _{2}$

Предности[уреди | уреди извор]

Типичан Дарлингтон транзистор има струјно појачање од 1000 или више, тако да је потребна само мала струја базе да би се пар пребацио на много веће комутиране струје.^[2]

Још једна предност укључује обезбеђивање веома високе улазне импедансе за коло што се такође преводи у једнако смањење излазне импедансе.

Лакоћа стварања овог кола такође пружа предност. Може се једноставно направити са два одвојена NPN (или PNP) транзистора, а такође је доступан у различитим појединачним пакетима.

Недостаци[уреди | уреди извор]

Један недостатак је приближно удвостручење напона база-емитер. Пошто постоје два споја између базе и емитера Дарлингтоновог транзистора, еквивалентни напон база-емитер је збир оба напона база-емитер:

$V_{BE}=V_{BE1}+V_{BE2}\approx 2V_{BE1}\!$

За технологију засновану на силицијуму, где је сваки V_BEi око 0,65V када уређај ради у активном или засићеном региону, неопходан напон база-емитер пара је 1,3V.

Још један недостатак Дарлингтон пара је његов повећан напон „засићења”. Излазном транзистору није дозвољено да се засити (тј. његов спој база-колектор мора остати обрнуто преднапредан) јер први транзистор, када је засићен, успоставља пуну (100%) паралелну негативну повратну везу између колектора и базе другог транзистора.^[3] Пошто је напон колектор-емитер једнак збиру сопственог напона база-емитер и напона колектор-емитер првог транзистора, обе позитивне величине у нормалном раду, он увек премашује напон база-емитер. (У симболима, $\mathrm {V_{CE2}=V_{CE1}+V_{BE2}>V_{BE2}} \Rightarrow \mathrm {V_{C2}>V_{B2}}$ увек.) Тако је напон „засићења” Дарлингтон транзистора један V_BE (око 0,65 V у силицијуму) већи од напона засићења једног транзистора, који је типично 0,1 - 0,2 V у силицијуму. За једнаке колекторске струје, овај недостатак се претвара у повећање дисипиране снаге за Дарлингтон транзистор у односу на један транзистор. Повећани ниски излазни ниво може изазвати проблеме када се покрећу TTL логичка кола.

Други проблем је смањење брзине пребацивања или одзива, јер први транзистор не може активно да инхибира основну струју другог, због чега се уређај споро искључује. Да би се ово ублажило, други транзистор често има отпорник од неколико стотина ома повезан између његове базе и терминала емитера.^[1] Овај отпорник обезбеђује пут пражњења ниске импедансе за наелектрисање акумулирано на споју база-емитер, омогућавајући брже искључивање транзистора.

Дарлингтонов пар има већи фазни помак на високим фреквенцијама него један транзистор и стога може лакше постати нестабилан са негативном повратном спрегом (тј. системи који користе ову конфигурацију могу имати лоше перформансе због додатног кашњења транзистора).

Паковање[уреди | уреди извор]

Дарлингтон парови су доступни као интегрисани пакети или се могу направити од два дискретна транзистора; Q₁, леви транзистор на дијаграму, може бити типа мале снаге, али обично Q₂ (десно) мора да буде велике снаге. Максимална колекторска струја I_C(мак) пара је Q₂. Типичан интегрисани уређај за напајање је 2N6282, који укључује отпорник за искључивање и има струјно појачање од 2400 при I_C=10 A.

Интегрисани уређаји могу заузети мање простора од два појединачна транзистора јер могу да користе заједнички колектор. Интегрисани Дарлингтон парови долазе упаковани појединачно у пакете налик транзисторима или као низ уређаја (обично осам) у интегрисаном колу.

Дарлингтон тројка[уреди | уреди извор]

Трећи транзистор се може додати Дарлингтоновом пару да би се добио још већи струјни добитак, чинећи Дарлингтон триплет. Емитер другог транзистора у пару је повезан са базом трећег, као што је емитер првог транзистора повезан са базом другог, а колектори сва три транзистора су повезани заједно. Ово даје струјни добитак приближно једнак производу појачања три транзистора. Међутим, повећано појачање струје често не оправдава проблеме са осетљивошћу и струјом засићења, тако да се ово коло ретко користи.

Када се користи, често је комплементарни Трарлингтон, како их је назвао Боб Пиз. 3 Vbe-а постају длакави, али када један од њих откаже другу, у њима има заслуга. Размислите о бета коцки, у основи. са отиском Vbe. Наравно, и додатни фазни помак времена кашњења.

Пријаве[уреди | уреди извор]

Примене Дарлингтон парови се често користе у push-pull излазним фазама аудио појачала снаге који покрећу већину звучних система. У потпуно симетричном push-pull колу два Дарлингтон пара су повезана као емитерски следбеници који покрећу излаз из позитивног и негативног напајања: NPN Дарлингтон пар повезан на позитивну шину која обезбеђује струју за позитивне екскурзије излаза, и PNP Дарлингтон пар повезан на негативну шину која обезбеђује струју за негативне екскурзије.

Пре него што су били доступни квалитетни PNP транзистори снаге, коришћено је квази-симетрично push-pull коло, у којем су само два транзистора повезана на позитивну шину напајања били NPN Дарлингтонов пар, а пар из негативне шине била су још два NPN транзистора повезани као појачивачи са заједничким емитером.

Сигурност[уреди | уреди извор]

Дарлингтонов пар може бити довољно осетљив да реагује на струју која пролази контактом са кожом чак и при напонима безбедне зоне. Тако може да формира нову улазну фазу прекидача осетљивог на додир.

Појачање[уреди | уреди извор]

Дарлингтон транзистори се могу користити у струјним колима као што је регулатор напона LM1084.^[4] Друге апликације велике струје могу укључивати оне које укључују компјутерску контролу мотора или релеја, где се струја појачава са безбедног ниског нивоа излазне линије рачунара до количине која је потребна повезаном уређају.

Референце[уреди | уреди извор]

^ ^а ^б Horowitz, Paul; Winfield Hill (1989). The Art of Electronics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-37095-7.
^ Boylestad, Robert L.; Nashelsky, Louis. Electronic devices and circuit theory (11 ed.). Pearson Education, Inc. pp. 305–314. ISBN 978-0-13-262226-4.
^ Similarly, an emitter follower never saturates because of the 100% series negative feedback. Another example is an "active diode" made by a transistor with joined base and collector (e.g., the current-setting part of a current mirror).
^ "LM1084 DataSheet" (PDF). Texas Instruments. Retrieved 22 November 2020.

Литература[уреди | уреди извор]

Биполарни транзистор са изолованим гејтом
ULN2003A
Сзиклаи пар, понекад се назива "комплементарни „Дарлингтон”, слична конфигурација, али са транзисторима супротног типа (један NPN и један PNP)

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Media related to Darlington transistors at Wikimedia Commons
U.S. Patent 2,663,806 „Полупроводнички уређај за превођење сигнала” (Дарлингтон транзистор)
A Darlington pair motor speed control circuit
ECE 327: Procedures for Output Filtering Lab – Одељак 4 („Појачало снаге”) детаљно разматра Дарлингтон парове у дизајну драјвера струје класе-AB заснованог на BJT-у.

[:0-1] а ^б Horowitz, Paul; Winfield Hill (1989). The Art of Electronics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-37095-7.

[2] Boylestad, Robert L.; Nashelsky, Louis. Electronic devices and circuit theory (11 ed.). Pearson Education, Inc. pp. 305–314. ISBN 978-0-13-262226-4.

[3] Similarly, an emitter follower never saturates because of the 100% series negative feedback. Another example is an "active diode" made by a transistor with joined base and collector (e.g., the current-setting part of a current mirror).

[4] "LM1084 DataSheet" (PDF). Texas Instruments. Retrieved 22 November 2020.

[1]

[2]

[3]

[4]