Kas yra Darlingtono tranzistorius?

Darlingtono tranzistorius yra dvipolių tranzistorių pora, sujungta taip, kad būtų užtikrintas labai didelis srovės stiprinimas iš žemos bazės srovės. Įvesties tranzistoriaus emiteris visada yra prijungtas prie išvesties tranzistoriaus pagrindo; jų kolekcionieriai surišti. Dėl to įvesties tranzistoriaus sustiprinta srovė dar labiau sustiprinama išėjimo tranzistoriaus. Darlington dažnai naudojamas ten, kur reikalingas didelis stiprinimas esant žemam dažniui. Įprastos programos yra garso stiprintuvo išvesties pakopos, galios reguliatoriai, variklio valdikliai ir ekrano tvarkyklės.

Darlingtono tranzistorių, dar žinomą kaip Darlingtono pora, 1953 m. išrado Sidney Darlington iš Bell Laboratories. 1950-aisiais ir 1960-aisiais ji taip pat buvo vadinama superalfa pora. Darlingtonas pripažino daugybę šio dizaino pranašumų, skirtų emiterio ir sekimo grandinėms, ir užpatentavo šią koncepciją.

Darlingtono tranzistoriaus paprastai mažos galios, didelio stiprinimo pobūdis gali padaryti jį labai jautrų mažiems įvesties srovės pokyčiams. Dėl šios priežasties Darlingtonai dažnai naudojami lietimui ir šviesos jutikliams. Fotodarlingtonai yra sukurti specialiai šviesai jautrioms grandinėms.

Išvesties pusė dažnai yra didelės galios, mažesnės galios. Turėdamas labai galingą tranzistorių, jis gali valdyti variklius, galios keitiklius ir kitus didelės srovės įrenginius. Vidutinės galios konstrukcijos dažnai naudojamos su integrinių grandynų (IC) logika, kad būtų galima valdyti solenoidus, šviesos diodų (LED) ekranus ir kitas mažas apkrovas.

Darlingtono tranzistoriaus konstrukcija turi keletą pranašumų, palyginti su standartinių pavienių tranzistorių naudojimu. Kiekvieno poros tranzistoriaus stiprinimas padauginamas, todėl bendras srovės stiprinimas yra gana didelis. Didžiausia išėjimo tranzistoriaus kolektoriaus srovė lemia poros srovę – ji gali būti 100 amperų ar daugiau. Reikalaujama mažiau fizinės erdvės, nes tranzistoriai dažnai supakuoti į vieną įrenginį. Kitas privalumas yra tai, kad bendra grandinė gali turėti labai didelę įėjimo varžą.

Tranzistorius paprastai laikosi tų pačių projektavimo taisyklių kaip ir vienas tranzistorius, su tam tikrais apribojimais. Norint įjungti, reikia didesnės bazinės emiterio įtampos, paprastai dvigubai didesnės nei vieno tranzistoriaus. Jo išjungimo laikas yra daug ilgesnis, nes išėjimo tranzistoriaus bazinės srovės negalima aktyviai išjungti. Šį delsą galima sumažinti sujungus iškrovos rezistorių tarp išėjimo tranzistoriaus pagrindo ir emiterio. Tačiau Darlingtonai nėra gerai pritaikyti aukšto dažnio programoms dėl šio delsos laiko.
Darlingtono tranzistoriaus prisotinimo įtampa taip pat yra didesnė, siliciui dažnai 0.7 V DC, o ne maždaug 0.2 V DC. Tai kartais sukelia didesnės galios išsklaidymą, nes išėjimo tranzistorius negali prisotinti. Esant aukštesniems dažniams, taip pat galimas didesnis fazės poslinkis, kuris gali sukelti nestabilumą esant neigiamam grįžtamajam ryšiui.

Darlingtono tranzistoriaus schemoje dažnai pavaizduota tranzistorių elementų pora, sujungta viename dideliame apskritime. Papildomas Darlington arba Sziklai tranzistorius kartu naudoja priešingų tipų tranzistorius. Kai grandinėje reikia daug mažos galios porų, galima naudoti Darlingtono tranzistorių matricos IC. Vairuotojai dažnai juos naudoja, nes juose paprastai yra diodų, kad būtų išvengta šuolių, kai apkrova išjungiama. Daugelis Darlington grandinių taip pat yra sudarytos iš atskirų atskirų tranzistorių, sujungtų kartu.