Układ Darlingtona

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Darlington configuration.svg
Power Darlington 1.jpg

Układ Darlingtona - układ wzmacniacza na tranzystorach bipolarnych o szczególnie dużym wzmocnieniu, w którym emiter tranzystora w stopniu wstępnym połączony jest galwanicznie z bazą drugiego stopnia wzmacniającego, a kolektory obu tranzystorów są połączone ze sobą. Prąd emitera pierwszego tranzystora równy jest więc prądowi bazy drugiego, a prądy kolektorów obu tranzystorów sumują się.

Współczynnik wzmocnienia \beta_\mathrm{Darlington} układu jest w przybliżeniu iloczynem współczynników wzmocnienia obu tranzystorów wchodzących w skład układu:

\beta_\mathrm{Darlington} \approx  \beta_1 \times \beta_2

Wadą takiego układu jest podwyższone napięcie polaryzacji bazy pierwszego tranzystora względem emitera drugiego, które jest sumą napięć polaryzacji obu tranzystorów składowych:

V_\mathrm{BE} = V_\mathrm{BE1} + V_\mathrm{BE2} \,

Problemem jest również wolniejsze przełączanie się. Pierwszy tranzystor nie może aktywnie hamować prądu bazy drugiego, więc układ wolniej wyłącza się. By to zniwelować, rezystancja bazy drugiego tranzystora jest często rzędu kilkuset omów. Układ ma też większe przesunięcie fazy przy wysokich częstotliwościach w porównaniu z pojedynczym tranzystorem, co obniża jego stabilność.

Układy Darlingtona bywają często budowane na wspólnej dla obu tranzystorów strukturze monokrystalicznej półprzewodnika i zamykane we wspólnej obudowie tak, że dla użytkownika dostępne są tylko wyprowadzenia bazy pierwszego tranzystora, wspólne wyprowadzenie kolektorów oraz wyprowadzenie emitera drugiego tranzystora. Taki układ może być traktowany jak pojedynczy tranzystor o podwyższonym wzmocnieniu i nazywany bywa "tranzystorem Darlingtona". Często są one budowane w ten sposób, że pierwszy tranzystor o stosunkowo małej mocy i małym prądzie steruje tranzystorem dużej mocy. Typowy przykład to tranzystor typu 2N6282, który przy wzmocnieniu \beta_\mathrm{Darlington} = 2400 pracuje przy prądzie kolektora (właściwie: sumie prądów obu kolektorów, przy czym prąd kolektora pierwszego tranzystora jest pomijalnie mały) rzędu 10 A.

Układ został opracowany w 1953 roku przez Sidneya Darlingtona, pracującego w Bell Laboratories w USA. Opatentował on ideę umieszczenia dwóch albo trzech tranzystorów w pojedynczym chipie, ale nie dowolnej ich liczby (co mogłoby objąć wszystkie współczesne układy scalone).

Zobacz też