ทรานซิสเตอร์สองขั้วแบบคอมโพสิต ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต (วงจรดาร์ลิงตันและชิไคไล) เพิ่มพลังของทรานซิสเตอร์

ในวงจรรวมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแยกส่วน มีการใช้ทรานซิสเตอร์คอมโพสิตสองประเภทอย่างแพร่หลาย: ตามแบบแผนของดาร์ลิงตันและชิไคไล ในวงจรไมโครพาวเวอร์ เช่น ขั้นตอนอินพุตของแอมพลิฟายเออร์สำหรับการทำงาน ทรานซิสเตอร์แบบผสมจะให้ความต้านทานอินพุตสูงและกระแสอินพุตต่ำ ในอุปกรณ์ที่ทำงานกับกระแสสูง (เช่น สำหรับตัวปรับแรงดันไฟฟ้าหรือสเตจเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ จำเป็นต้องให้กระแสสูงสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังสูง

โครงการ Shiklai ดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพ p-n-pทรานซิสเตอร์อัตราขยายสูงที่มีพลังงานต่ำ p-n-pทรานซิสเตอร์ที่มีขนาดเล็ก ในและมีประสิทธิภาพ n-p-nทรานซิสเตอร์ ( รูปที่ 7.51). ในวงจรรวม การรวมนี้ใช้บิตสูง p-n-pทรานซิสเตอร์ตามแนวนอน p-n-pทรานซิสเตอร์และแนวตั้ง n-p-nทรานซิสเตอร์. นอกจากนี้วงจรนี้ยังใช้ในขั้นตอนเอาต์พุตแบบพุชดึงที่ทรงพลังเมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตที่มีขั้วเดียวกัน ( n-p-n).

รูปที่ 7.51 - คอมโพสิต p-n-pทรานซิสเตอร์ รูปที่ 7.52 - คอมโพสิต n-p-nทรานซิสเตอร์ Shiklai ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

วงจร Shiklai หรือทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเสริมจะทำงานเหมือนทรานซิสเตอร์ p-n-pพิมพ์ ( รูปที่ 7.51) ด้วยกระแสที่เพิ่มขึ้นมาก

แรงดันอินพุตจะเหมือนกับทรานซิสเตอร์ตัวเดียว แรงดันอิ่มตัวสูงกว่าของทรานซิสเตอร์ตัวเดียวตามปริมาณของแรงดันตกคร่อมทางแยกอิมิตเตอร์ n-p-nทรานซิสเตอร์. สำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิกอน แรงดันไฟฟ้านี้จะอยู่ในลำดับของหนึ่งโวลต์ ตรงข้ามกับเศษส่วนของโวลต์สำหรับทรานซิสเตอร์ตัวเดียว ระหว่างฐานและอิมิตเตอร์ n-p-nทรานซิสเตอร์ (VT2) ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานขนาดเล็กเพื่อลดกระแสที่ไม่มีการควบคุมและเพิ่มความเสถียรทางความร้อน

ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันถูกนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์ยูนิโพลาร์ ( รูปที่ 7.52). อัตราขยายปัจจุบันถูกกำหนดโดยผลคูณของค่าสัมประสิทธิ์ของทรานซิสเตอร์ที่เป็นส่วนประกอบ

แรงดันไฟฟ้าอินพุตของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเป็นสองเท่าของทรานซิสเตอร์ตัวเดียว แรงดันอิ่มตัวเกินเอาต์พุตทรานซิสเตอร์ อิมพีแดนซ์อินพุตของแอมพลิฟายเออร์การทำงานที่

.

วงจรดาร์ลิงตันใช้ในทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งเสาหินแบบแยกส่วน ทรานซิสเตอร์สองตัว ตัวต้านทานแบบแบ่งสองตัว และไดโอดป้องกันถูกสร้างขึ้นบนคริสตัลหนึ่งอัน ( รูปที่ 7.53). ตัวต้านทาน ร 1 และ ร 2 ระงับอัตราขยายในโหมดกระแสต่ำ ( รูปที่ 7.38) ซึ่งให้กระแสต่ำที่ไม่มีการควบคุมและเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของทรานซิสเตอร์แบบปิด

รูปที่ 7.53 - วงจรไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ Darlington แบบพัลซิ่งเสาหิน

ตัวต้านทาน R2 (จากคำสั่ง 100 โอห์ม) ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของการปัดทางเทคโนโลยีซึ่งคล้ายกับการปัดของทางแยกแคโทดของไทริสเตอร์ เพื่อจุดประสงค์นี้ เมื่อขึ้นรูป - อิมิตเตอร์โดยใช้โฟโตลิโทกราฟีในบางพื้นที่ ปล่อยให้หน้ากากออกไซด์อยู่ในรูปของวงกลม หน้ากากเฉพาะที่เหล่านี้ไม่อนุญาตให้มีการแพร่กระจายของสิ่งสกปรกของผู้บริจาคและยังคงอยู่ p-คอลัมน์ ( รูปที่ 7.54). หลังจากการเคลือบโลหะทั่วบริเวณอิมิตเตอร์ทั้งหมด คอลัมน์เหล่านี้แสดงถึงความต้านทานแบบกระจาย R2 และไดโอดป้องกัน D ( รูปที่ 7.53). ไดโอดป้องกันจะป้องกันจุดแยกอิมิตเตอร์จากการพังทลายเมื่อแรงดันไฟสะสมกลับด้าน การใช้พลังงานอินพุตของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันมีค่าต่ำกว่าทรานซิสเตอร์ตัวเดียวหนึ่งถึงครึ่งถึงสองคำสั่ง ความถี่สวิตชิ่งสูงสุดขึ้นอยู่กับแรงดันจำกัดและกระแสคอลเลกเตอร์ ทรานซิสเตอร์สำหรับกระแสทำงานได้สำเร็จในตัวแปลงพัลส์ที่มีความถี่สูงถึง 100 kHz คุณสมบัติที่โดดเด่นของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเสาหินคือลักษณะการถ่ายโอนกำลังสองตั้งแต่นั้นมา ใน-ลักษณะแอมแปร์จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อกระแสสะสมเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุด

เมื่อออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มักจะมีสถานการณ์ที่ต้องการให้ทรานซิสเตอร์มีพารามิเตอร์ที่ดีกว่าที่เสนอโดยผู้ผลิตองค์ประกอบวิทยุ ในบางกรณี เราอาจต้องการกระแสที่เพิ่มขึ้น h 21 ในบางกรณี ความต้านทานอินพุตที่สูงขึ้น h 11 และอื่น ๆ ที่ต้องการค่าการนำไฟฟ้าเอาต์พุตที่ต่ำกว่า h 22 เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ ตัวเลือกในการใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเราจะกล่าวถึงด้านล่างนั้นยอดเยี่ยมมาก

อุปกรณ์ของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตและการกำหนดบนไดอะแกรม

วงจรด้านล่างเทียบเท่ากับสารกึ่งตัวนำ npn เดียว ในวงจรนี้ กระแสอิมิตเตอร์ VT1 คือกระแสเบส VT2 กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตถูกกำหนดโดย VT2 ปัจจุบันเป็นหลัก

นี่คือทรานซิสเตอร์สองขั้วที่แยกจากกันซึ่งทำขึ้นบนชิปตัวเดียวกันและในแพ็คเกจเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีตัวต้านทานโหลดในวงจรอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์สองขั้วตัวแรก ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันมีขั้วเหมือนกันกับทรานซิสเตอร์สองขั้วมาตรฐาน - ฐาน ตัวสะสม และอิมิตเตอร์

ดังที่คุณเห็นจากรูปด้านบน ทรานซิสเตอร์คอมโพสิตมาตรฐานคือการรวมกันของทรานซิสเตอร์หลายตัว ขึ้นอยู่กับระดับของความซับซ้อนและการกระจายพลังงาน อาจมีมากกว่าสององค์ประกอบในทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

ข้อได้เปรียบหลักของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตคืออัตราขยายปัจจุบันที่มากขึ้น h 21 ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยสูตรโดยประมาณเป็นผลคูณของพารามิเตอร์ h 21 ของทรานซิสเตอร์ที่รวมอยู่ในวงจร

ชั่วโมง 21 \u003d ชั่วโมง 21vt1 × h21vt2 (1)

ดังนั้นหากอัตราขยายของอันแรกคือ 120 และอันที่สองคือ 60 ดังนั้นอัตราขยายทั้งหมดของวงจรดาร์ลิงตันจะเท่ากับผลคูณของค่าเหล่านี้ - 7200

แต่โปรดจำไว้ว่าพารามิเตอร์ h21 ขึ้นอยู่กับกระแสของตัวเก็บประจุค่อนข้างมาก ในกรณีที่กระแสฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ต่ำพอ ตัวสะสม VT1 อาจไม่เพียงพอที่จะให้ค่าที่ต้องการของอัตราขยายปัจจุบัน ชั่วโมง 21 . จากนั้นการเพิ่มขึ้นของ h21 และดังนั้นการลดลงของกระแสเบสของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตจะทำให้ VT1 กระแสสะสมเพิ่มขึ้น ในการทำเช่นนี้ จะมีการรวมความต้านทานเพิ่มเติมระหว่างอิมิตเตอร์และฐาน VT2 ดังที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง

ลองคำนวณองค์ประกอบสำหรับวงจรดาร์ลิงตันที่ประกอบขึ้น เช่น บนทรานซิสเตอร์สองขั้ว BC846A กระแส VT2 คือ 1 mA จากนั้นกระแสฐานจะถูกกำหนดจากนิพจน์:

ฉัน kvt1 \u003d ฉัน bvt2 \u003d ฉัน kvt2 / ชั่วโมง 21vt2 \u003d 1 × 10 -3 A / 200 \u003d 5 × 10 -6 A

ด้วยกระแสไฟต่ำเพียง 5 μA ค่าสัมประสิทธิ์ h 21 จะลดลงอย่างรวดเร็ว และค่าสัมประสิทธิ์โดยรวมอาจเป็นลำดับความสำคัญน้อยกว่าค่าที่คำนวณได้ ด้วยการเพิ่มกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ตัวแรกด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทานเพิ่มเติม คุณสามารถชนะค่าพารามิเตอร์ทั่วไป h 21 ได้อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ฐานเป็นค่าคงที่ (สำหรับสารกึ่งตัวนำสามขาแบบซิลิคอนทั่วไป u เป็น \u003d 0.7 V) ความต้านทานสามารถคำนวณได้จาก:

R \u003d u bevt2 / i evt1 - i bvt2 \u003d 0.7 โวลต์ / 0.1 mA - 0.005mA \u003d 7 kOhm

ในเวลาเดียวกันเราสามารถนับได้ในปัจจุบันถึง 40,000 ทรานซิสเตอร์ superbetta จำนวนมากถูกสร้างขึ้นตามโครงการนี้

การเพิ่มน้ำมันดินฉันจะพูดถึงว่าวงจรดาร์ลิงตันนี้มีข้อเสียเปรียบอย่างมากเช่นแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น U ke หากในทรานซิสเตอร์ธรรมดาแรงดันไฟฟ้าคือ 0.2 V ดังนั้นในทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิตจะเพิ่มขึ้นเป็นระดับ 0.9 V นี่เป็นเพราะจำเป็นต้องเปิด VT1 และต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 0.7 V กับมัน ฐาน (ถ้าระหว่างการผลิตใช้ซิลิคอนเป็นสารกึ่งตัวนำ)

เป็นผลให้เพื่อขจัดข้อเสียดังกล่าว มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในวงจรคลาสสิก และได้รับทรานซิสเตอร์เสริมดาร์ลิงตัน ทรานซิสเตอร์คอมโพสิตดังกล่าวประกอบด้วยอุปกรณ์สองขั้ว แต่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน: p-n-p และ n-p-n

นักวิทยุสมัครเล่นชาวรัสเซียและชาวต่างประเทศจำนวนมากเรียกความสัมพันธ์ดังกล่าวว่าโครงการ Shiklai แม้ว่าโครงการนี้จะเรียกว่าเป็นคู่ที่ขัดแย้งกันก็ตาม

ข้อเสียทั่วไปของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตที่จำกัดการใช้งานคือความเร็วต่ำ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรความถี่ต่ำเท่านั้น พวกมันทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบในขั้นตอนเอาต์พุตของ ULF อันทรงพลัง ในวงจรควบคุมเครื่องยนต์และอุปกรณ์อัตโนมัติ ในวงจรจุดระเบิดของรถยนต์

ในแผนภาพวงจร ทรานซิสเตอร์คอมโพสิตเรียกว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วธรรมดา แม้ว่าจะไม่ค่อยมีการใช้ภาพกราฟิกแบบมีเงื่อนไขของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตในวงจร

หนึ่งในที่พบมากที่สุดคือชุดประกอบ L293D ซึ่งเป็นแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันสี่ตัวในแพ็คเกจเดียว นอกจากนี้ ไมโครแอสเซมบลี L293 ยังสามารถกำหนดเป็นคีย์อิเล็กทรอนิกส์ทรานซิสเตอร์สี่ตัว

ขั้นตอนการส่งออกของวงจรไมโครประกอบด้วยการรวมกันของวงจรดาร์ลิงตันและชิไคไล

นอกจากนี้ ไมโครแอสเซมบลีพิเศษตามโครงการดาร์ลิงตันยังได้รับความเคารพจากนักวิทยุสมัครเล่นอีกด้วย ตัวอย่างเช่น . วงจรรวมนี้เป็นเมทริกซ์ของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเจ็ดตัว ส่วนประกอบสากลดังกล่าวตกแต่งวงจรวิทยุสมัครเล่นได้อย่างสมบูรณ์แบบและทำให้ใช้งานได้มากขึ้น

Microcircuit เป็นสวิตช์เจ็ดแชนเนลของโหลดทรงพลังที่ใช้ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันแบบเปิดคอลเลคเตอร์แบบคอมโพสิต สวิตช์มีไดโอดป้องกัน ซึ่งทำให้สามารถเปลี่ยนโหลดอุปนัยได้ เช่น ขดลวดรีเลย์ ต้องใช้สวิตช์ ULN2004 เมื่อเชื่อมต่อโหลดพลังงานสูงกับชิปลอจิก CMOS

กระแสไฟชาร์จผ่านแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (ใช้กับทางแยก B-E VT1) ถูกควบคุมโดยทรานซิสเตอร์ VT1 แรงดันสะสมซึ่งควบคุมไฟแสดงการชาร์จบน LED (ขณะชาร์จ กระแสไฟชาร์จจะลดลง และ LED จะค่อยๆ ดับลง) และทรานซิสเตอร์คอมโพสิตอันทรงพลังที่มี VT2, VT3, VT4

สัญญาณที่ต้องการการขยายผ่าน ULF เบื้องต้นจะถูกป้อนไปยังระยะการขยายสัญญาณเชิงอนุพันธ์เบื้องต้นที่สร้างขึ้นบนคอมโพสิต VT1 และ VT2 การใช้วงจรดิฟเฟอเรนเชียลในแอมพลิฟายเออร์สเตจช่วยลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวนและให้ผลป้อนกลับเชิงลบ แรงดันไฟฟ้า OS จ่ายให้กับฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 จากเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ DC OS ถูกนำมาใช้ผ่านตัวต้านทาน R6

ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปิดอยู่ ตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มทำการชาร์จ จากนั้นซีเนอร์ไดโอดจะเปิดขึ้นและรีเลย์ K1 จะทำงาน ตัวเก็บประจุเริ่มคายประจุผ่านตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์ประกอบ หลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ รีเลย์จะปิดและรอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใหม่จะเริ่มขึ้น

การกำหนดทรานซิสเตอร์คอมโพสิตที่ทำจากทรานซิสเตอร์สองตัวที่เชื่อมต่อกันตามวงจรดาร์ลิงตันแสดงในรูปที่ 1 ทรานซิสเตอร์ตัวแรกที่กล่าวถึงนั้นเชื่อมต่อตามวงจรอิมิตเตอร์ผู้ติดตามสัญญาณจากอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ตัวแรกไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง ข้อดีของวงจรนี้คืออัตราขยายที่สูงเป็นพิเศษ อัตราขยายกระแสรวม p สำหรับวงจรนี้เท่ากับผลคูณของอัตราขยายปัจจุบันของทรานซิสเตอร์แต่ละตัว: p = pgr2

ตัวอย่างเช่น หากทรานซิสเตอร์อินพุตของคู่ดาร์ลิงตันมีอัตราขยาย 120 และอัตราขยายของทรานซิสเตอร์ตัวที่สองคือ 50 ดังนั้นผลรวมของ p จะเท่ากับ 6000 อันที่จริง อัตราขยายจะมากกว่าเล็กน้อย เนื่องจากกระแสไฟฟ้าสะสมทั้งหมด ของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตจะเท่ากับผลรวมของกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์คู่นั้น
วงจรรวมของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตแสดงในรูปที่ 2 ในวงจรนี้ ตัวต้านทาน R 1 และ R 2 เป็นตัวแบ่งแรงดันที่ไบอัสฐานของทรานซิสเตอร์ตัวแรก ตัวต้านทาน Rn ที่เชื่อมต่อกับอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตจะสร้างวงจรเอาต์พุต อุปกรณ์ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่จำเป็นต้องได้รับกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก วงจรนี้มีความไวสูงต่อสัญญาณอินพุตและมีกระแสคอลเลกเตอร์เอาต์พุตในระดับสูง ซึ่งทำให้สามารถใช้กระแสนี้เป็นกระแสควบคุมได้ (โดยเฉพาะที่แรงดันแหล่งจ่ายต่ำ) การใช้รูปแบบดาร์ลิงตันช่วยลดจำนวนส่วนประกอบในวงจร

วงจรดาร์ลิงตันใช้ในเครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำ ออสซิลเลเตอร์ และอุปกรณ์สวิตชิ่ง อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของวงจรดาร์ลิงตันต่ำกว่าอินพุตหลายเท่า ในแง่นี้ ลักษณะของมันจะคล้ายกับของหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ อย่างไรก็ตามไม่เหมือนกับหม้อแปลงไฟฟ้า วงจรดาร์ลิงตันช่วยให้คุณได้รับกำลังไฟมากขึ้น อิมพีแดนซ์อินพุตของวงจรมีค่าโดยประมาณเท่ากับ $²Rn และอิมพีแดนซ์เอาต์พุตมักจะน้อยกว่า Rn ในอุปกรณ์สวิตชิ่ง วงจรดาร์ลิงตันจะใช้ในช่วงความถี่สูงถึง 25 กิโลเฮิรตซ์

วรรณกรรม: Matthew Mandl 200 แบบแผนอิเล็กทรอนิกส์ที่เลือก ฉบับวรรณกรรมเกี่ยวกับสารสนเทศและอิเล็กทรอนิกส์. © 1978 Prentice-Hall, Inc. © แปลเป็นภาษารัสเซีย, เมียร์, 1985, 1980

• บทความที่คล้ายกัน

เข้าสู่ระบบด้วย:

บทความแบบสุ่ม

• 08.10.2014

  การควบคุมระดับเสียงสเตอริโอ ความสมดุล และโทนเสียงของ ТСА5550 มีพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความเพี้ยนของฮาร์มอนิกต่ำไม่เกิน 0.1% แรงดันไฟจ่าย 10-16V (ค่าปกติ 12V) ปริมาณการใช้ปัจจุบัน 15 ... 30mA แรงดันไฟเข้า 0.5V (เกนที่แรงดันไฟจ่าย ของหน่วย 12V) ช่วงการควบคุมโทนเสียง -14…+14dB ช่วงการปรับสมดุล 3dB ความต่างระหว่างแชนเนล 45dB อัตราส่วนสัญญาณต่อการรบกวน …

ดาร์ลิงตัน) มักเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบวิทยุสมัครเล่น ดังที่ทราบกันดีว่าด้วยการรวมดังกล่าว ตามกฎแล้วกำไรในปัจจุบันจะเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้เสมอไปที่จะได้ค่าเผื่อความสามารถในการทำงานที่สำคัญสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กระทำต่อน้ำตก แอมพลิฟายเออร์ที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์สองขั้วสองตัว (รูปที่ 1.23) มักจะล้มเหลวเมื่อสัมผัสกับแรงดันอิมพัลส์ แม้ว่าจะไม่เกินค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่ระบุไว้ในเอกสารอ้างอิงก็ตาม

ผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์นี้สามารถจัดการได้หลายวิธี หนึ่งในนั้น - ที่ง่ายที่สุด - คือการมีอยู่ของทรานซิสเตอร์คู่หนึ่งที่มีทรัพยากรสำรองขนาดใหญ่ (หลายเท่า) ในแง่ของแรงดันสะสมและอิมิตเตอร์ ค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูงของทรานซิสเตอร์ "แรงดันสูง" ดังกล่าวทำให้ต้นทุนการก่อสร้างเพิ่มขึ้น แน่นอน คุณสามารถซื้อซิลิกอนคอมโพสิตพิเศษในแพ็คเกจเดียวได้ เช่น KT712, KT829, KT834, KT848, KT852, KT853, KT894, KT897, KT898, KT973 เป็นต้น รายการนี้รวมอุปกรณ์ทรงพลังและพลังงานปานกลางที่ออกแบบมาสำหรับเกือบ อุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุสเปกตรัมทั้งหมด และคุณสามารถใช้แบบคลาสสิก - ด้วยทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์สองตัวของประเภท KP501V ที่เชื่อมต่อแบบขนาน - หรือใช้ KP501A ... V, KP540 และอื่น ๆ ที่มีลักษณะทางไฟฟ้าคล้ายกัน (รูปที่ 1.24) ในกรณีนี้ เอาต์พุตเกทเชื่อมต่อแทนฐาน VT1 และเอาต์พุตต้นทาง - แทนอีซีแอล VT2 เอาต์พุตเดรน - แทนคอลเลกเตอร์รวม VT1, VT2

ข้าว. 1.24 การเปลี่ยนทรานซิสเตอร์คอมโพสิตด้วยทรานซิสเตอร์สนามผลตาม

หลังจากแก้ไขง่ายๆ เช่น การเปลี่ยนโหนดในวงจรไฟฟ้า, แอปพลิเคชั่นสากล, กระแสบนทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 ไม่ล้มเหลวแม้จะมีแรงดันไฟฟ้าเกิน 10 เท่าหรือมากกว่า นอกจากนี้ ตัวต้านทานจำกัดในวงจรเกท VT1 ยังเพิ่มขึ้นหลายเท่า สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าพวกเขามีอินพุตที่สูงขึ้นและเป็นผลให้ทนต่อการโอเวอร์โหลดด้วยแรงกระตุ้นของการควบคุมหน่วยอิเล็กทรอนิกส์นี้

อัตราขยายปัจจุบันของน้ำตกที่ได้คืออย่างน้อย 50 มันเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าของโหนด

VT1, VT2. ในกรณีที่ไม่มีทรานซิสเตอร์แบบแยกของ KP501A ... ประเภท V คุณสามารถใช้ไมโครวงจร 1014KT1V ได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพของอุปกรณ์ ซึ่งแตกต่างจาก 1014KT1A และ 1014KT1B ซึ่งแตกต่างจาก 1014KT1B ซึ่งทนต่อการโอเวอร์โหลดที่สูงกว่าในแง่ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในลักษณะของพัลส์ - แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 200 V DC pinout สำหรับเปิดทรานซิสเตอร์ของ 1014KT1A ... 1014K1V microcircuit แสดงในรูปที่ 1.25 น.

เช่นเดียวกับในเวอร์ชันก่อนหน้า (รูปที่ 1.24) พวกเขาเชื่อมต่อแบบขนาน

pinout ของทรานซิสเตอร์สนามผลใน microcircuit 1014KT1A ... V

ผู้เขียนได้ทดสอบโหนดอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากที่รวมอยู่ใน . โหนดดังกล่าวใช้ในการออกแบบวิทยุสมัครเล่นเป็นคีย์ปัจจุบันในลักษณะเดียวกับการเปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต สำหรับคุณสมบัติข้างต้นของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานได้เนื่องจากในสถานะปิดเนื่องจากอินพุตสูงจึงไม่กินกระแส สำหรับราคาของทรานซิสเตอร์ดังกล่าว ทุกวันนี้เกือบจะเหมือนกับราคาของทรานซิสเตอร์ประเภทพลังงานปานกลาง (และประเภทที่คล้ายกัน) ซึ่งมักใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันเพื่อควบคุมอุปกรณ์โหลด

หากคุณเปิดหนังสือเกี่ยวกับวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คุณจะเห็นได้ทันทีว่ามีองค์ประกอบกี่อย่างที่ตั้งชื่อตามผู้สร้าง: ชอตต์กี้ไดโอด, ซีเนอร์ไดโอด (หรือที่เรียกว่าซีเนอร์ไดโอด), กันน์ไดโอด, ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

วิศวกรไฟฟ้า Sidney Darlington ทดลองมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านและวงจรควบคุมสำหรับพวกเขา แอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันถูกใช้ในวงจร

วิศวกร Darlington คิดค้นและจดสิทธิบัตรทรานซิสเตอร์ที่ประกอบด้วยสองขั้วและสร้างขึ้นบนผลึกซิลิคอนเดี่ยวที่มีการแพร่ น(เชิงลบ) และ หน้า(บวก) การเปลี่ยน อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ใหม่ได้รับการตั้งชื่อตามเขา

ในเอกสารทางเทคนิคภายในประเทศ ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเรียกว่าคอมโพสิต งั้นเรามาทำความรู้จักเขากันดีกว่า!

อุปกรณ์ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ทรานซิสเตอร์เหล่านี้เป็นทรานซิสเตอร์สองตัวขึ้นไปที่สร้างบนชิปเซมิคอนดักเตอร์ตัวเดียวกันและบรรจุอยู่ในแพ็คเกจเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีตัวต้านทานโหลดในวงจรอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ตัวแรก

ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันมีข้อสรุปเช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์สองขั้วที่คุ้นเคย: เบส (ฐาน), อิมิตเตอร์ (Emitter) และตัวสะสม (Collector)

ไดอะแกรมของดาร์ลิงตัน

อย่างที่คุณเห็นทรานซิสเตอร์นั้นเป็นการรวมกันของหลาย ๆ ตัว อาจมีทรานซิสเตอร์สองขั้วมากกว่าสองตัว ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกำลังไฟ เป็นที่น่าสังเกตว่าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แรงดันสูงยังใช้ทรานซิสเตอร์ซึ่งประกอบด้วยไบโพลาร์และฟิลด์หนึ่ง นี่คือทรานซิสเตอร์ IGBT นอกจากนี้ยังสามารถจัดประเภทเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสมผสาน

คุณสมบัติหลักของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

ข้อได้เปรียบหลักของทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิตคือการได้รับกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก

ควรเรียกคืนหนึ่งในพารามิเตอร์หลักของทรานซิสเตอร์สองขั้ว นี่คือกำไร ( ชั่วโมง 21). นอกจากนี้ยังแสดงด้วยตัวอักษร β ("เบต้า") ของอักษรกรีก มันมากกว่าหรือเท่ากับ 1 เสมอ หากอัตราขยายของทรานซิสเตอร์ตัวแรกคือ 120 และตัวที่สองคือ 60 ดังนั้นอัตราขยายของคอมโพสิตจะเท่ากับผลคูณของค่าเหล่านี้ นั่นคือ 7200 ซึ่งมีค่ามาก ดี. เป็นผลให้กระแสฐานที่มีขนาดเล็กมากเพียงพอสำหรับทรานซิสเตอร์ในการเปิด

วิศวกร Shiklai (Sziklai) ค่อนข้างแก้ไขการเชื่อมต่อดาร์ลิงตันและได้รับทรานซิสเตอร์ซึ่งเรียกว่าทรานซิสเตอร์เสริมดาร์ลิงตัน โปรดจำไว้ว่าคู่ประกอบเรียกว่าองค์ประกอบสองชิ้นที่มีพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเหมือนกันทุกประการ แต่การนำไฟฟ้าต่างกัน คู่ดังกล่าวในคราวเดียวคือ KT315 และ KT361 ซึ่งแตกต่างจากทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันทรานซิสเตอร์คอมโพสิตตามโครงการ Shiklai นั้นประกอบขึ้นจากการนำไฟฟ้าแบบสองขั้ว: p-n-pและ n-p-n. นี่คือตัวอย่างของทรานซิสเตอร์คอมโพสิต Shiklai ที่ทำงานเหมือนทรานซิสเตอร์ npn แม้ว่ามันจะประกอบด้วยสองโครงสร้างที่แตกต่างกัน

โครงการชิไคไล

ข้อเสียของทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต ได้แก่ ประสิทธิภาพต่ำดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรความถี่ต่ำเท่านั้น ทรานซิสเตอร์ดังกล่าวได้พิสูจน์ตัวเองแล้วในขั้นตอนเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำที่ทรงพลัง ในวงจรควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า และในสวิตช์สำหรับวงจรจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์

พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าหลัก:

แรงดันคอลเลกเตอร์-อิมิตเตอร์ 500 V;

ตัวปล่อยแรงดัน - ฐาน 5 V;

กระแสสะสม - 15 A;

กระแสสะสมสูงสุด - 30 A;

กำลังกระจายที่ 25 0 C - 135 W;

อุณหภูมิของผลึก (การเปลี่ยนผ่าน) คือ 175 0 C

บนแผนภาพวงจร ไม่มีไอคอนสัญลักษณ์พิเศษสำหรับระบุทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต ในกรณีส่วนใหญ่จะระบุไว้ในแผนภาพว่าเป็นทรานซิสเตอร์ธรรมดา แม้ว่าจะมีข้อยกเว้น นี่คือหนึ่งในการกำหนดที่เป็นไปได้ในแผนภาพวงจร

ฉันขอเตือนคุณว่าชุดประกอบดาร์ลิงตันสามารถมีทั้งโครงสร้าง p-n-p และโครงสร้าง n-p-n ในเรื่องนี้ ผู้ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ผลิตคู่เสริม ซึ่งรวมถึงซีรีส์ TIP120-127 และ MJ11028-33 ตัวอย่างเช่น ทรานซิสเตอร์ TIP120, TIP121, TIP122 มีโครงสร้าง n-p-n, และ TIP125, TIP126, TIP127 - p-n-p.

นอกจากนี้ในแผนภาพวงจรคุณสามารถค้นหาการกำหนดดังกล่าวได้

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต

พิจารณาวงจรควบคุมมอเตอร์คอลเลกเตอร์โดยใช้ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

เมื่อใช้กระแสประมาณ 1mA กับฐานของทรานซิสเตอร์ตัวแรก กระแสมากกว่า 1,000 เท่าจะไหลผ่านตัวสะสม นั่นคือ 1,000mA ปรากฎว่าวงจรธรรมดามีอัตราขยายที่เหมาะสม แทนที่จะใช้เครื่องยนต์ คุณสามารถเชื่อมต่อหลอดไฟไฟฟ้าหรือรีเลย์ซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนโหลดที่ทรงพลังได้

หากใช้แอสเซมบลี Shiklai แทนชุดดาร์ลิงตันโหลดจะเชื่อมต่อกับวงจรอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ตัวที่สองและไม่ได้ต่อกับบวก แต่ต่อกับลบของแหล่งจ่ายไฟ

หากคุณรวมทรานซิสเตอร์ Darlington และชุดประกอบ Shiklai คุณจะได้แอมพลิฟายเออร์กระแสแบบพุชพูล มันถูกเรียกว่า push-pull เพราะในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ทรานซิสเตอร์สองตัวบนหรือล่างเท่านั้นที่สามารถเปิดได้ วงจรนี้จะแปลงสัญญาณอินพุต นั่นคือ แรงดันเอาต์พุตจะตรงข้ามกับอินพุต

สิ่งนี้ไม่สะดวกเสมอไป ดังนั้นจึงมีการเพิ่มอินเวอร์เตอร์อีกตัวที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์กระแสพุชดึง ในกรณีนี้ สัญญาณเอาต์พุตจะทำซ้ำสัญญาณที่อินพุตทุกประการ

การประยุกต์ใช้ชุดประกอบ Darlington ในวงจรขนาดเล็ก

มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรรวมที่มีทรานซิสเตอร์คอมโพสิตหลายตัว หนึ่งในที่พบมากที่สุดคือชุดประกอบรวม ​​L293D มักใช้กับคนรักหุ่นยนต์ทำเองที่บ้าน ชิป L293D เป็นแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันสี่ตัวในแพ็คเกจทั่วไป เนื่องจากมีทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวที่เปิดอยู่เสมอในแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลที่กล่าวถึงข้างต้น เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จึงเชื่อมต่อกับบวกหรือลบของแหล่งพลังงาน ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า อันที่จริง เรามีกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ นั่นคือชิป L293 สามารถกำหนดเป็นปุ่มอิเล็กทรอนิกส์สี่ปุ่ม

นี่คือ "ชิ้นส่วน" ของวงจรเอาต์พุตของชิป L293D ซึ่งนำมาจากแผ่นข้อมูล (แผ่นอ้างอิง)

อย่างที่คุณเห็น เอาต์พุตสเตจประกอบด้วยวงจรดาร์ลิงตันและชิไคไลรวมกัน ส่วนบนของวงจรเป็นทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิตตามวงจร Shiklai และส่วนล่างทำตามวงจร Darlington

หลายคนจำวันที่มี VCRs แทนเครื่องเล่นดีวีดี และด้วยความช่วยเหลือของชิป L293 มอเตอร์ไฟฟ้าสองตัวของ VCR ถูกควบคุมและอยู่ในโหมดการทำงานเต็มรูปแบบ สำหรับมอเตอร์แต่ละตัว ไม่เพียงแต่ควบคุมทิศทางการหมุนได้เท่านั้น แต่ด้วยการส่งสัญญาณจากตัวควบคุม PWM ทำให้สามารถควบคุมความเร็วในการหมุนได้มาก

ไมโครเซอร์กิตเฉพาะที่ใช้วงจรดาร์ลิงตันยังได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางเช่นกัน ตัวอย่างคือชิป ULN2003A (คล้ายกับ K1109KT22) วงจรรวมนี้เป็นเมทริกซ์ของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเจ็ดตัว ส่วนประกอบสากลดังกล่าวสามารถใช้ในวงจรวิทยุสมัครเล่นได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น รีเลย์ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุ เกี่ยวกับเรื่องนี้ I.