Дарлингтондық конфигурация: Көп транзисторлы схемасы
Darlington transistor
Дарлингтондық конфигурация: екі транзистордан құралған күшейткіш схема, жоғары ток күшейтуге ие. Электроникада қолданылады, 1953 ж. Сидни Дарлингтон тапқан.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Көп транзисторлы электроника конфигурациясы
Multi transistor electronics configuration
Электроникада, Дарлингтон конфигурациясы деп аталатын көп транзисторлы конфигурация (көбінесе Дарлингтон жұбы деп аталады) – екі биполярлық транзистордан тұратын тізбек, бірінші транзистордың эмиттері екінші транзистордың базасына қосылған, нәтижесінде бірінші транзистор күшейткен ток екінші транзистормен одан әрі күшейтіледі. Екі транзистордың коллекторлары біріктірілген. Бұл конфигурация жеке алынған әр транзисторға қарағанда әлдеқайда жоғары ток күшейтуге ие. Ол бір транзистор сияқты жұмыс істейді және көбінесе бір транзистор ретінде жинақталады. Оны 1953 жылы Сидни Дарлингтон ойлап тапқан.
In electronics, a multi transistor configuration called the Darlington configuration (commonly called as a Darlington pair) is a circuit consisting of two bipolar transistors with the emitter of one transistor connected to the base of the other, such that the current amplified by the first transistor is amplified further by the second one. The collectors of both transistors are connected together. This configuration has a much higher current gain than each transistor taken separately. It acts like and is often packaged as a single transistor. It was invented in 1953 by Sidney Darlington.
Артықшылықтар
Типтік Дарлингтон транзисторының ток күшейту коэффициенті 1000 немесе одан да көп болады, сондықтан жұпты әлдеқайда үлкен токтарды қосу үшін кішкентай базалық ток жеткілікті. Тағы бір артықшылығы – схемаға өте жоғары кіріс кедергісін қамтамасыз ету, бұл шығыс кедергісінің де солғұрлым төмендеуіне әкеледі. Осы схеманы құрудың қарапайымдығы да бір артықшылық. Оны екі жеке NPN (немесе PNP) транзисторынан оңай жасауға болады, сонымен қатар ол әртүрлі біріктірілген корпустарда да қолжетімді.
A typical Darlington transistor has a current gain of 1000 or more, so that only a small base current is needed to make the pair switch on much higher switched currents. Another advantage involves providing a very high input impedance for the circuit which also translates into an equal decrease in output impedance. The ease of creating this circuit also provides an advantage. It can be simply made with two separate NPN (or PNP) transistors, and is also available in a variety of single packages.
Кемшіліктер
Бір кемшілігі – негіз-эмиттер кернеуінің шамамен екі есеге артуы. Дарлингтон транзисторының негізі мен эмиттері арасында екі қосылыс болғандықтан, эквивалентті негіз-эмиттер кернеуі екі негіз-эмиттер кернеуінің қосындысына тең:
One drawback is an approximate doubling of the base–emitter voltage. Since there are two junctions between the base and emitter of the Darlington transistor, the equivalent base–emitter voltage is the sum of both base–emitter voltages:
Кремний негізді технология үшін, әрбір VBEi құрылмы белсенді немесе қаныққан режимде жұмыс істегенде шамамен 0,65 В болса, жұптың қажетті негіз-эмиттер кернеуі 1,3 В құрайды.
For silicon based technology, where each VBEi is about 0.65 V when the device is operating in the active or saturated region, the necessary base–emitter voltage of the pair is 1.3 V.
Дарлингтон жұбының тағы бір кемшілігі – оның жоғарылаған «қанығу» кернеуі. Шығыс транзисторының қанығуына рұқсат етілмейді (яғни, оның негіз-коллектор қосылысы кері бұрылыста қалған тиіс), себебі бірінші транзистор қаныққанда коллектор мен екінші транзистордың негізі арасында толық (100%) параллель теріс кері байланыс орнатады. Коллектор-эмиттер кернеуі өзінің негіз-эмиттер кернеуінің және бірінші транзистордың коллектор-эмиттер кернеуінің қосындысына тең болғандықтан, ол қалыпты жұмыс жағдайында әрқашан негіз-эмиттер кернеуінен жоғары болады. (Символдармен белгіленгенде, әрқашан.) Осылайша, Дарлингтон транзисторының «қанығу» кернеуі бір VBE (кремнийде шамамен 0,65 В) бір транзистордың қанығу кернеуінен жоғары, ол кремнийде әдетте 0,1–0,2 В құрайды. Тең коллектор тогы үшін бұл кемшілік Дарлингтон транзисторы үшін бір транзисторға қарағанда жоғарырақ қуатты ысырап етуге әкеледі. ТТЛ логикалық тізбектерін қосу кезінде төменгі деңгейдің жоғарылауы қиындықтар тудыруы мүмкін. Тағы бір мәселе – коммутация жылдамдығының немесе жауап беру жылдамдығының төмендеуі, себебі бірінші транзистор екіншісінің негізгі тогын белсенді түрде шектеуге қабілетсіз, бұл құрылғының өшірілуін баяулатады. Бұл мәселені азайту үшін екінші транзистордың негізі мен эмиттері арасына бірнеше жүз Омдық кедергі қосылады. Басқа жоғары ток қолданыстарына моторларды немесе релелерді компьютерлік басқару кіретін жағдайлар жатады, онда ток компьютерлік шығыс желісінің қауіпсіз төмен деңгейінен қосылған құрылғыға қажетті деңгейге дейін күшейтіледі.
Another drawback of the Darlington pair is its increased "saturation" voltage. The output transistor is not allowed to saturate (i. e. its base–collector junction must remain reverse biased) because the first transistor, when saturated, establishes full (100%) parallel negative feedback between the collector and the base of the second transistor. Since collector–emitter voltage is equal to the sum of its own base–emitter voltage and the collector emitter voltage of the first transistor, both positive quantities in normal operation, it always exceeds the base emitter voltage. (In symbols, always.) Thus the "saturation" voltage of a Darlington transistor is one VBE (about 0.65 V in silicon) higher than a single transistor saturation voltage, which is typically 0.1 0.2 V in silicon. For equal collector currents, this drawback translates to an increase in the dissipated power for the Darlington transistor over a single transistor. The increased low output level can cause troubles when TTL logic circuits are driven. Another problem is a reduction in switching speed or response, because the first transistor cannot actively inhibit the base current of the second one, making the device slow to switch off. To alleviate this, the second transistor often has a resistor of a few hundred ohms connected between its base and emitter terminals. Other high current applications could include those involving computer control of motors or relays, where the current is amplified from a safe low level of the computer output line to the amount needed by the connected device.