Dacă luăm, de exemplu, un tranzistor MJE3055T el are curent maxim 10A, iar câștigul este de numai aproximativ 50, așa că pentru ca acesta să se deschidă complet, trebuie să pompeze aproximativ două sute de miliamperi de curent în bază. O ieșire MK obișnuită nu va face față atât de mult, dar dacă conectați un tranzistor mai slab între ele (un fel de BC337) capabil să tragă acești 200mA, atunci este ușor. Dar asta pentru ca el să știe. Ce se întâmplă dacă trebuie să faci un sistem de control din gunoi improvizat - va fi la îndemână.
În practică, gata făcut ansambluri de tranzistori. În exterior, nu este diferit de un tranzistor convențional. Același corp, aceleași trei picioare. Doar că are multă putere, iar curentul de control este microscopic :) În listele de prețuri, de obicei, nu se deranjează și scriu simplu - un tranzistor Darlington sau un tranzistor compozit.
De exemplu un cuplu BDW93C(NPN) și BDW94С(PNP) Iată structura lor internă din fișa de date.
Mai mult, există adunările Darlington. Când mai multe sunt ambalate într-un singur pachet deodată. Un lucru indispensabil atunci când trebuie să direcționați un afișaj LED puternic sau un motor pas cu pas (). Un exemplu excelent de astfel de construcție - foarte popular și ușor de disponibil ULN2003, capabil să tragă până la 500 mA pentru fiecare dintre cele șapte ansambluri ale sale. Ieșirile sunt posibile include în paralel pentru a crește limita de curent. În total, un ULN poate transporta până la 3,5 A prin el însuși dacă toate intrările și ieșirile sale sunt paralelizate. Ceea ce mă bucură este că ieșirea este vizavi de intrare, este foarte convenabil să direcționezi placa sub ea. Direct.
Fișa de date arată structura internă a acestui cip. După cum puteți vedea, aici există și diode de protecție. În ciuda faptului că sunt desenate ca și cum ar fi amplificatoare operaționale, ieșirea aici este de tip open collector. Adică poate doar scurtcircuita la sol. Ce devine clar din aceeași fișă de date dacă vă uitați la structura unei supape.
Tranzistor compozit(Tranzistor Darlington) - combinând două sau mai multe tranzistoare bipolare pentru a crește câștigul de curent. Un astfel de tranzistor este utilizat în circuitele care funcționează cu curenți mari (de exemplu, în circuitele stabilizatoare de tensiune, treptele de ieșire ale amplificatoarelor de putere) și în etapele de intrare ale amplificatoarelor dacă este necesar să se asigure o impedanță de intrare ridicată.
Simbol pentru un tranzistor compozit
Un tranzistor compus are trei terminale (bază, emițător și colector), care sunt echivalente cu bornele unui singur tranzistor convențional. Câștigul de curent al unui tranzistor compus tipic (uneori numit în mod eronat „superbeta”) este ≈ 1000 pentru tranzistoarele de mare putere și ≈ 50.000 pentru tranzistoarele de putere mică. Aceasta înseamnă că un curent de bază mic este suficient pentru a porni tranzistorul compus.
Spre deosebire de bipolar, tranzistoare cu efect de câmp nu sunt utilizate într-o incluziune compozită. Nu este nevoie să combinați tranzistoarele cu efect de câmp, deoarece au deja un curent de intrare extrem de scăzut. Cu toate acestea, există circuite (de exemplu, un tranzistor bipolar cu poartă izolată) în care efectul de câmp și tranzistoare bipolare. Într-un sens, astfel de circuite pot fi considerate și tranzistoare compozite. Același lucru pentru un tranzistor compozitEste posibilă creșterea valorii câștigului prin reducerea grosimii bazei, dar aceasta prezintă anumite dificultăți tehnologice.
Exemplu superbeta (super-β)tranzistorii pot fi utilizați în seriile KT3102, KT3107. Cu toate acestea, ele pot fi combinate și folosind schema Darlington. În acest caz, curentul de polarizare de bază poate fi egal cu doar 50 pA (exemple de astfel de circuite sunt amplificatoare operaționale, cum ar fi LM111 și LM316).
Fotografie a unui amplificator tipic folosind tranzistori compozit
Circuitul Darlington
Un tip de astfel de tranzistor a fost inventat de inginerul electric Sidney Darlington.
Schema schematică a unui tranzistor compozit
Un tranzistor compus este o conexiune în cascadă a mai multor tranzistori conectați în așa fel încât sarcina din emițătorul etapei anterioare să fie tranziția bază-emițător a tranzistorului etapei următoare, adică tranzistoarele sunt conectate prin colectoare și emițătorul tranzistorului de intrare este conectat la baza tranzistorului de ieșire. În plus, o sarcină rezistivă a primului tranzistor poate fi utilizată ca parte a circuitului pentru a accelera închiderea. O astfel de conexiune în ansamblu este considerată ca un singur tranzistor, al cărui câștig de curent, atunci când tranzistoarele funcționează în modul activ, este aproximativ egal cu produsul câștigurilor primului și celui de-al doilea tranzistor:
β с = β 1 ∙ β 2
Să arătăm că un tranzistor compozit are de fapt un coeficientβ , semnificativ mai mare decât ambele componente ale sale. Setarea incrementuluidlb= dlb1, obținem:
dle1 = (1 + β 1) ∙ dlb= dlb2
dlLa= dlk1+ dlk2= β 1 ∙ dlb+ β 2 ∙ ((1 + β 1) ∙ dlb)
Partajarea deu să pe dlb, găsim coeficientul de transmisie diferenţială rezultat:
β Σ = β 1 + β 2 + β 1 ∙ β 2
Pentru că întotdeaunaβ >1 , putem lua în considerare:
β Σ = β 1 ∙ β 1
Trebuie subliniat faptul că coeficiențiiβ 1 Şi β 1 poate diferi chiar și în cazul tranzistoarelor de același tip, deoarece curentul emițătoruluieu e2 V 1 + β 2ori mai mare decât curentul emițătoruluieu e1(acest lucru rezultă din egalitatea evidentăI b2 = I e1).
Schema Siklai
Perechea Darlington este similară cu conexiunea tranzistorului Sziklai, numită după inventatorul său George Sziklai și este uneori numită și tranzistor Darlington complementar. Spre deosebire de circuitul Darlington, care constă din două tranzistoare de același tip de conductivitate, circuitul Sziklai conține tranzistori de polarități diferite ( p – n – p și n – p – n ). Cuplul Siklai se comportă ca n–p–n -tranzistor cu castig mare. Tensiunea de intrare este tensiunea dintre baza și emițătorul tranzistorului Q1, iar tensiunea de saturație este cel puțin egală cu căderea de tensiune pe diodă. Se recomandă includerea unui rezistor cu rezistență scăzută între baza și emițătorul tranzistorului Q2. Acest circuit este utilizat în trepte puternice de ieșire push-pull când se folosesc tranzistori de ieșire de aceeași polaritate.
Cascada Sziklai, similară cu un tranzistor cu tranziție n – p – n
Circuit cascode
Un tranzistor compozit, realizat conform așa-numitului circuit cascode, se caracterizează prin faptul că tranzistorul VT1 este conectat într-un circuit cu un emițător comun, iar tranzistorul VT2 este conectat într-un circuit cu o bază comună. Un astfel de tranzistor compozit este echivalent cu un singur tranzistor conectat într-un circuit cu emițător comun, dar are proprietăți de frecvență mult mai bune și o putere mai mare nedistorsionată în sarcină și, de asemenea, poate reduce semnificativ efectul Miller (o creștere a capacității echivalente a element amplificator inversor datorită feedback-ului de la ieșire la intrarea acestui element atunci când este oprit).
Avantajele și dezavantajele tranzistoarelor compozite
Valorile mari de câștig în tranzistoarele compozite sunt realizate numai în modul static, astfel încât tranzistoarele compozite sunt utilizate pe scară largă în etapele de intrare ale amplificatoarelor operaționale. În diagramele de pe frecvente inalte tranzistoarele compozite nu mai au astfel de avantaje - frecvența limită a amplificării curentului și viteza de funcționare a tranzistoarelor compozite este mai mică decât aceiași parametri pentru fiecare dintre tranzistoarele VT1 și VT2.
Avantaje:
O)Câștig mare de curent.
b)Circuitul Darlington este fabricat sub formă de circuite integrate și, la același curent, suprafața de lucru a siliciului este mai mică decât cea a tranzistoarelor bipolare. Aceste circuite sunt de mare interes la tensiuni înalte.
Defecte:
O)Performanță scăzută, în special trecerea de la starea deschisă la starea închisă. Din acest motiv, tranzistoarele compozite sunt utilizate în principal în circuitele de joasă frecvență și amplificatoare la frecvențe înalte, parametrii lor sunt mai rău decât cei ai unui singur tranzistor;
b)Căderea de tensiune directă pe joncțiunea bază-emițător într-un circuit Darlington este aproape de două ori mai mare decât într-un tranzistor convențional, iar pentru tranzistoarele cu siliciu este de aproximativ 1,2 - 1,4 V (nu poate fi mai mică de două ori căderea de tensiune pe joncțiunea p-n).
V) Înaltă tensiune saturație colector-emițător, pentru un tranzistor de siliciu aproximativ 0,9 V (comparativ cu 0,2 V pentru tranzistoarele convenționale) pentru tranzistoarele de putere mică și aproximativ 2 V pentru tranzistoarele de mare putere (nu poate fi mai mică decât căderea de tensiune pe joncțiunea p-n plus tensiunea scădere pe tranzistorul de intrare saturat).
Utilizarea rezistenței de sarcină R1 face posibilă îmbunătățirea unor caracteristici ale tranzistorului compozit. Valoarea rezistorului este selectată în așa fel încât curentul colector-emițător al tranzistorului VT1 în stare închisă creează o cădere de tensiune pe rezistorul care este insuficientă pentru a deschide tranzistorul VT2. Astfel, curentul de scurgere al tranzistorului VT1 nu este amplificat de tranzistorul VT2, reducând astfel curentul total colector-emițător al tranzistorului compozit în starea oprită. În plus, utilizarea rezistenței R1 ajută la creșterea vitezei tranzistorului compozit prin forțarea închiderii tranzistorului VT2. De obicei, rezistența lui R1 este de sute de ohmi într-un tranzistor Darlington de mare putere și de câțiva kOhmi într-un tranzistor Darlington cu semnal mic. Un exemplu de circuit cu un rezistor emițător este un tranzistor Darlington npn puternic tip KT825, câștigul său de curent este de 10000 (valoare tipică) pentru un curent de colector de 10 A.
La proiectarea circuitelor radio-electronice, sunt adesea situații în care este de dorit să existe tranzistoare cu parametri mai buni decât cei oferiti de producătorii de elemente radio. În unele cazuri, este posibil să avem nevoie de un câștig de curent mai mare h 21 , în altele de o rezistență de intrare mai mare h 11 , iar în altele mai mult valoare scăzută conductivitate de ieșire h 22. Pentru a rezolva aceste probleme, varianta folosirii unei componente electronice, despre care vom discuta mai jos, este excelenta.
Structura unui tranzistor compozit și desemnarea pe diagrame |
Circuitul de mai jos este echivalent cu un singur semiconductor n-p-n. În acest circuit, curentul emițătorului VT1 este curentul de bază VT2. Curentul de colector al tranzistorului compozit este determinat în principal de curentul VT2.
Acestea sunt două tranzistoare bipolare separate realizate pe același cip și în același pachet. Rezistorul de sarcină este de asemenea amplasat acolo în circuitul emițător al primului tranzistor bipolar. Un tranzistor Darlington are aceleași terminale ca un tranzistor bipolar standard - bază, colector și emițător.
După cum putem vedea din figura de mai sus, un tranzistor compus standard este o combinație de mai multe tranzistoare. În funcție de nivelul de complexitate și de disiparea puterii, pot exista mai mult de două tranzistoare Darlington.
Principalul avantaj al unui tranzistor compozit este un câștig de curent semnificativ mai mare h 21, care poate fi calculat aproximativ folosind formula ca produs al parametrilor h 21 ai tranzistoarelor incluse în circuit.
h 21 =h 21vt1 × h21vt2 (1)
Deci, dacă câștigul primului este 120, iar al doilea este 60, atunci câștigul total al circuitului Darlington este egal cu produsul acestor valori - 7200.
Dar rețineți că parametrul h21 depinde destul de mult de curentul colectorului. În cazul în care curentul de bază al tranzistorului VT2 este suficient de scăzut, colectorul VT1 poate să nu fie suficient pentru a furniza valoarea necesară a câștigului de curent h 21. Apoi, prin creșterea h21 și, în consecință, scăderea curentului de bază al tranzistorului compozit, este posibil să se realizeze o creștere a curentului de colector VT1. Pentru a face acest lucru, este inclusă rezistență suplimentară între emițător și baza VT2, așa cum se arată în diagrama de mai jos.
Să calculăm elementele pentru un circuit Darlington asamblat, de exemplu, pe tranzistoare bipolare BC846A, curentul VT2 este de 1 mA. Apoi determinăm curentul său de bază din expresia:
i kvt1 =i bvt2 =i kvt2 / h 21vt2 = 1×10 -3 A / 200 =5×10 -6 A
Cu un curent atât de mic de 5 μA, coeficientul h 21 scade brusc, iar coeficientul global poate fi cu un ordin de mărime mai mic decât cel calculat. Prin creșterea curentului de colector al primului tranzistor folosind un rezistor suplimentar, puteți câștiga semnificativ valoarea parametrului general h 21. Deoarece tensiunea de la bază este o constantă (pentru un semiconductor tipic de siliciu cu trei fire u be = 0,7 V), rezistența poate fi calculată din:
R = u bevt2 / i evt1 - i bvt2 = 0,7 volți / 0,1 mA - 0,005 mA = 7 kOhm
În acest caz, putem conta pe un câștig de curent de până la 40.000 Multe tranzistoare superbetta sunt construite conform acestui circuit.
Adăugând la unguent, voi menționa că acest circuit Darlington are un dezavantaj atât de semnificativ ca tensiunea crescută Uke. Dacă în tranzistoarele convenționale tensiunea este de 0,2 V, atunci într-un tranzistor compozit crește la un nivel de 0,9 V. Acest lucru se datorează necesității de a deschide VT1, iar pentru aceasta este necesar să se aplice un nivel de tensiune de până la 0,7 V. la baza sa (dacă în timpul fabricării semiconductorului a folosit siliciu).
Ca urmare, pentru a elimina dezavantajul menționat, s-au făcut modificări minore la circuitul clasic și s-a obținut un tranzistor Darlington complementar. Un astfel de tranzistor compozit este alcătuit din dispozitive bipolare, dar cu conductivități diferite: p-n-p și n-p-n.
Radioamatorii ruși și mulți străini numesc această conexiune schema Szyklai, deși această schemă a fost numită o pereche paradoxală.
Un dezavantaj tipic al tranzistoarelor compozite care limitează utilizarea lor este performanța lor scăzută, astfel încât acestea sunt utilizate pe scară largă numai în circuitele de joasă frecvență. Ele funcționează excelent în etapele de ieșire ale ULF-urilor puternice, în circuitele de control pentru motoare și dispozitive de automatizare și în circuitele de aprindere a mașinilor.
Pe scheme de circuite un tranzistor compozit este desemnat ca un tranzistor bipolar convențional. Deși, rar, este utilizată o astfel de imagine grafică convențională a unui tranzistor compozit pe un circuit.
Unul dintre cele mai comune este ansamblul integrat L293D - acestea sunt patru amplificatoare de curent într-o singură carcasă. În plus, microansamblul L293 poate fi definit ca patru comutatoare electronice cu tranzistori.
Etapa de ieșire a microcircuitului constă dintr-o combinație de circuite Darlington și Sziklai.
În plus, micro-ansamblurile specializate bazate pe circuitul Darlington au primit respect și de la radioamatorii. De exemplu . Acest circuit integrat este în esență o matrice de șapte tranzistoare Darlington. Astfel de ansambluri universale decorează perfect circuitele radioamatorilor și le fac mai funcționale.
Microcircuitul este un comutator cu șapte canale de sarcini puternice bazat pe tranzistoare Darlington compozite cu un colector deschis. Comutatoarele conțin diode de protecție, care permit comutarea sarcinilor inductive, cum ar fi bobinele releului. Comutatorul ULN2004 este necesar atunci când se conectează sarcini puternice la cipurile logice CMOS.
Curentul de încărcare prin baterie în funcție de tensiunea pe ea (aplicată la Tranziție B-E VT1), este reglat de tranzistorul VT1, a cărui tensiune de colector controlează indicatorul de încărcare de pe LED (pe măsură ce încărcarea progresează, curentul de încărcare scade și LED-ul se stinge treptat) și un tranzistor compozit puternic care conține VT2, VT3, VT4.
Semnalul care necesită amplificare prin ULF preliminar este alimentat la o etapă de amplificare diferenţială preliminară construită pe VT1 şi VT2 compozit. Utilizarea unui circuit diferențial în treapta amplificatorului reduce efectele de zgomot și asigură funcționarea negativului. feedback. Tensiunea OS este furnizată la baza tranzistorului VT2 de la ieșirea amplificatorului de putere. Feedback-ul DC este implementat prin rezistența R6.
Când generatorul este pornit, condensatorul C1 începe să se încarce, apoi dioda zener se deschide și releul K1 funcționează. Condensatorul începe să se descarce prin rezistor și tranzistorul compozit. După o perioadă scurtă de timp, releul se oprește și începe un nou ciclu de generator.
În circuitele integrate și în electronica discretă, două tipuri de tranzistoare compozite au devenit larg răspândite: circuitele Darlington și Sziklai. În circuitele de microputere, cum ar fi etapele de intrare op-amp, tranzistoarele compuse oferă impedanță mare de intrare și curenți de intrare scăzuti. În dispozitivele care funcționează cu curenți mari (de exemplu, pentru stabilizatoarele de tensiune sau treptele de ieșire ale amplificatoarelor de putere), pentru a crește eficiența este necesar să se asigure un câștig mare de curent al tranzistoarelor de putere.
Schema lui Siklai implementează un puternic p-n-p tranzistor cu câștig ridicat folosind putere redusă p-n-p tranzistor cu mic ÎN si puternic n-p-n tranzistor ( Figura 7.51). În circuitele integrate, această includere este implementată de un high-beta p-n-p pe orizontală pe bază de tranzistori p-n-p tranzistor și verticală n-p-n tranzistor. Acest circuit este, de asemenea, utilizat în trepte puternice de ieșire push-pull, atunci când se folosesc tranzistori de ieșire de aceeași polaritate ( n-p-n).
 |
|||
Figura 7.51 - Compozit p-n-p tranzistor Figura 7.52 - Compozit n-p-n conform circuitului Szyklai, tranzistor conform circuitului Darlington
Circuitul Sziklai sau tranzistorul complementar Darlington se comportă ca un tranzistor p-n-p tip ( Figura 7.51) cu un câștig mare de curent,
Tensiunea de intrare este identică cu cea a unui singur tranzistor. Tensiunea de saturație este mai mare decât cea a unui singur tranzistor cu cantitatea de cădere de tensiune pe joncțiunea emițătorului n-p-n tranzistor. Pentru tranzistoarele cu siliciu, această tensiune este de ordinul unui volt, spre deosebire de fracțiunile de volt pentru un singur tranzistor. Între bază și emițător n-p-n tranzistor (VT2), se recomandă includerea unui rezistor cu o rezistență mică pentru a suprima curentul necontrolat și a crește stabilitatea termică.
Tranzistorul Darlington este implementat folosind tranzistoare unipolare ( Figura 7.52). Câștigul de curent este determinat de produsul coeficienților tranzistoarelor componente.
Tensiunea de intrare a unui tranzistor Darlington este de două ori mai mare decât a unui singur tranzistor. Tensiunea de saturație depășește tranzistorul de ieșire. Impedanța de intrare amplificator operațional la
.
Circuitul Darlington este utilizat în tranzistoarele de comutare monolitice discrete. Două tranzistoare, două rezistențe de șunt și o diodă de protecție ( Figura 7.53). Rezistoare R 1 și R 2 suprima câștigul în modul de curent scăzut, ( Figura 7.38), care asigură o valoare scăzută a curentului necontrolat și o creștere a tensiunii de funcționare a tranzistorului închis,
 |
|||
 |
|||
Figura 7.53 - Schema electrica tranzistor de impuls Darlington monolitic
Rezistorul R2 (aproximativ 100 ohmi) este format sub forma unui șunt tehnologic, similar șunturilor de joncțiune catodă a tiristoarelor. În acest scop, la formarea emițătorului folosind fotolitografie, în anumite zone locale este lăsată o mască de oxid sub formă de cerc. Aceste măști locale nu permit impurității donatorului să se difuzeze și rămân p- coloane ( Figura 7.54). După metalizare pe întreaga zonă a emițătorului, aceste coloane reprezintă o rezistență distribuită R2 și o diodă de protecție D ( Figura 7.53). O diodă de protecție protejează joncțiunile emițătorului de defecțiuni atunci când tensiunea colectorului este inversată. Consumul de putere de intrare al unui tranzistor care utilizează un circuit Darlington este cu unu și jumătate până la două ordine de mărime mai mic decât cel al unui singur tranzistor. Frecvența maximă de comutare depinde de tensiunea de limitare și de curentul colectorului. Tranzistoarele de curent funcționează cu succes în convertoare de impulsuri până la frecvențe de ordinul a 100 kHz. O trăsătură distinctivă a tranzistorului monolitic Darlington este pătratica caracteristica de transfer, pentru că ÎN- caracteristica amperului crește liniar odată cu creșterea curentului de colector până la valoarea maximă,
Dacă deschideți vreo carte despre tehnologie electronică, veți vedea imediat câte elemente poartă numele creatorilor lor: dioda Schottky, dioda Zener (cunoscută și sub numele de diodă zener), dioda Gunn, tranzistorul Darlington.
Inginerul electrician Sidney Darlington a experimentat cu motoare cu perii DCși circuite de control pentru acestea. Circuitele au folosit amplificatoare de curent.
Inginerul Darlington a inventat și brevetat un tranzistor format din doi bipolari și realizat pe un singur cristal de siliciu cu difuzie. n(negativ) și p tranziții (pozitive). Un nou dispozitiv semiconductor a fost numit după el.
În literatura tehnică internă, un tranzistor Darlington este numit compozit. Deci, haideți să-l cunoaștem mai bine!
Dispozitivul unui tranzistor compozit.
După cum sa menționat deja, aceștia sunt doi sau mai mulți tranzistori fabricați pe un cip semiconductor și ambalate într-un pachet comun. Există, de asemenea, un rezistor de sarcină în circuitul emițător al primului tranzistor.
Tranzistorul Darlington are aceleași terminale ca și tranzistorul bipolar familiar: bază, emițător și colector.
Circuitul Darlington
După cum puteți vedea, un astfel de tranzistor este o combinație a mai multor. În funcție de putere, acesta poate conține mai mult de doi tranzistori bipolari. Este de remarcat faptul că în electronica de înaltă tensiune este utilizat și un tranzistor format dintr-un tranzistor bipolar și unul cu efect de câmp. Acesta este un tranzistor IGBT. De asemenea, poate fi clasificat ca un dispozitiv semiconductor hibrid compozit.
Principalele caracteristici ale tranzistorului Darlington.
Principalul avantaj al unui tranzistor compozit este câștigul mare de curent.
Merită să ne amintim unul dintre principalii parametri ai unui tranzistor bipolar. Acesta este câștigul ( h 21). Se notează și prin literă β („beta”) al alfabetului grecesc. Este întotdeauna mai mare sau egal cu 1. Dacă câștigul primului tranzistor este 120, iar al doilea este 60, atunci câștigul compozitului este deja egal cu produsul acestor valori, adică 7200, și acesta este foarte bun. Ca rezultat, un curent de bază foarte mic este suficient pentru a porni tranzistorul.
Inginerul Sziklai a modificat ușor conexiunea Darlington și a obținut un tranzistor, care a fost numit tranzistor Darlington complementar. Să ne amintim că o pereche complementară sunt două elemente cu parametri electrici absolut identici, dar conductivități diferite. O astfel de pereche au fost la un moment dat KT315 și KT361. Spre deosebire de tranzistorul Darlington, un tranzistor compozit conform circuitului Sziklai este asamblat din cei bipolari de diferite conductivitati: p-n-pŞi n-p-n. Iată un exemplu de tranzistor compozit conform circuitului Sziklai, care funcționează ca un tranzistor cu conductivitate n-p-n, deși este format din două structuri diferite.
Schema Siklai
Dezavantajele tranzistoarelor compozite includ performanță scăzută, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă numai în circuite de joasă frecvență. Astfel de tranzistori s-au dovedit a fi excelenți în etapele de ieșire ale amplificatoarelor puternice de joasă frecvență, în circuitele de control al motoarelor electrice și în comutatoarele circuitelor electronice de aprindere a mașinilor.
Parametrii electrici principali:
Tensiune colector – emițător 500 V;
Emițător – tensiune de bază 5 V;
Curentul colectorului – 15 A;
Curentul maxim de colector – 30 A;
Putere disipată la 25 0 C – 135 W;
Temperatura cristalului (de tranziție) – 175 0 C.
Pe schemele de circuit nu există un simbol special care să indice tranzistoarele compozite. În marea majoritate a cazurilor, este desemnat pe diagramă ca un tranzistor obișnuit. Deși există și excepții. Iată una dintre denumirile sale posibile pe o diagramă de circuit.
Permiteți-mi să vă reamintesc că un ansamblu Darlington poate avea fie o structură p-n-p, fie o structură n-p-n. În acest sens, producătorii de componente electronice produc perechi complementare. Acestea includ seriile TIP120-127 și MJ11028-33. De exemplu, tranzistoarele TIP120, TIP121, TIP122 au structura n-p-n, și TIP125, TIP126, TIP127 - p-n-p.
Puteți găsi această denumire și pe schemele de circuit.
Exemple de aplicații ale unui tranzistor compozit.
Să luăm în considerare circuitul de control motor comutator folosind un tranzistor Darlington.
Când un curent de aproximativ 1 mA este furnizat la baza primului tranzistor, un curent de 1000 de ori mai mare, adică 1000 mA, va curge prin colectorul său. Se pare că circuitul simplu are un câștig decent. În loc de motor, puteți conecta un bec electric sau un releu, cu care puteți comuta sarcini puternice.
Dacă în loc de ansamblul Darlington folosim ansamblul Sziklai, atunci sarcina este conectată la circuitul emițător al celui de-al doilea tranzistor și este conectată nu la plus, ci la minus al sursei de alimentare.
Dacă combinați un tranzistor Darlington și un ansamblu Sziklai, obțineți un amplificator de curent push-pull. Se numește push-pull deoarece la un anumit moment în timp doar unul dintre cei doi tranzistori, cel superior sau cel inferior, poate fi deschis. Acest circuit inversează semnalul de intrare, adică tensiune de ieșire va reveni la intrare.
Acest lucru nu este întotdeauna convenabil și, prin urmare, se adaugă un alt invertor la intrarea amplificatorului de curent push-pull. În acest caz, semnalul de ieșire repetă exact semnalul de intrare.
Aplicarea ansamblului Darlington în microcircuite.
Circuitele integrate care conțin mai multe tranzistoare compozite sunt utilizate pe scară largă. Unul dintre cele mai comune este ansamblul integrat L293D. Este adesea folosit de pasionații de robotică în proiectele lor de casă. Cipul L293D este format din patru amplificatoare de curent într-o carcasă comună. Deoarece în amplificatorul push-pull discutat mai sus doar un singur tranzistor este întotdeauna deschis, ieșirea amplificatorului este conectată alternativ fie la plus, fie la minus sursei de alimentare. Aceasta depinde de tensiunea de intrare. În esență, avem o cheie electronică. Adică, cipul L293 poate fi definit ca patru chei electronice.
Iată o „piesă” a circuitului etapei de ieșire a microcircuitului L293D, luată din foaia de date (foșa de referință).
După cum puteți vedea, treapta de ieșire constă dintr-o combinație de circuite Darlington și Szyklai. Partea superioară a circuitului este un tranzistor compozit conform circuitului Sziklai și partea de jos realizate conform schemei Darlington.
Mulți oameni își amintesc vremurile când erau aparate video în loc de DVD playere. Și cu ajutorul cipului L293, două motoare electrice ale VCR-ului au fost controlate și în modul complet funcțional. Pentru fiecare motor, a fost posibil să se controleze nu numai direcția de rotație, dar prin trimiterea de semnale de la controlerul PWM, a fost posibil să se controleze viteza de rotație în limite mari.
Microcircuite specializate bazate pe circuitul Darlington au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă. Un exemplu este microcircuitul ULN2003A (analog cu K1109KT22). Acest circuit integrat este o matrice de șapte tranzistoare Darlington. Astfel de ansambluri universale pot fi utilizate cu ușurință în circuitele radio amatorilor, de exemplu, releele controlate radio. Despre asta vorbesc.