Hvad er en Darlington-transistor?
En Darlington-transistor er et par bipolære transistorer forbundet til at give en meget høj strømforstærkning fra en lav-basestrøm. Emitteren på indgangstransistoren er altid kablet til basis af udgangstransistoren; deres samlere er bundet sammen. Som et resultat forstærkes strømmen af inputtransistoren yderligere af outputtransistoren. En Darlington bruges ofte, hvor en høj forstærkning er nødvendig ved en lav frekvens. Almindelige applikationer inkluderer lydforstærkeroutputtrin, effektregulatorer, motorregulatorer og displaydrivere.
Også kendt som et Darlington-par, blev Darlington-transistoren opfundet i 1953 af Sidney Darlington på Bell Laboratories. I løbet af 1950'erne og 1960'erne blev det også kaldt et super-alfa-par. Darlington anerkendte de mange fordele ved dette design til emitter-follower kredsløb og patenterede konceptet.
Darlington-transistors normalt karakter med lav effekt og højt forstærkning kan gøre den meget følsom over for små ændringer i indgangsstrøm. Darlingtons bruges ofte i berørings- og lyssensorer af denne grund. Fotodarlingtoner er designet specielt til lysfølsomme kredsløb.
Udgangssiden er ofte højeffekt og lavere forstærkning. Med en meget kraftig transistor kan den styre motorer, effektomformere og andre højstrømsanordninger. Konstruktioner med mellemstor energi bruges ofte med integreret kredsløb (IC) -logik til at drive solenoider, lysemitterende diodeskærme (LED) og andre små belastninger.
Darlington-transistorkonstruktionen giver flere fordele i forhold til brugen af standard enkelttransistorer. Forøgelsen af hver transistor i paret multipliceres sammen, hvilket giver en ganske høj total strømforstærkning. Den maksimale kollektorstrøm for udgangstransistoren bestemmer parternes, den kan være 100 ampere eller mere. Mindre fysisk plads kræves, da transistorer ofte pakkes sammen i en enhed. En anden fordel er, at det samlede kredsløb kan have meget høj inputimpedans.
Transistoren følger generelt de samme designregler som en enkelt transistor med nogle få begrænsninger. Det kræver en højere base-emitter-spænding for at tænde, typisk dobbelt så stor som en enkelt transistor. Dens slukketid er meget længere, da udgangstransistorbasisstrømmen ikke kan lukkes aktivt. Denne forsinkelse kan reduceres ved at tilslutte en afladningsmodstand mellem basen og emitteren for udgangstransistoren. Darlingtons er imidlertid ikke velegnet til højfrekvente applikationer på grund af denne forsinket tid.
Mætningsspændingen for en Darlington-transistor er også højere, ofte 0,7V DC for silicium i stedet for ca. 0,2V DC. Dette medfører undertiden højere effektudledning, da outputtransistoren ikke kan mættes. Ved højere frekvenser er et større faseskift også muligt, hvilket kan føre til ustabilitet under negativ feedback.
Et Darlington-transistorskema skildrer ofte paret af transistorelementer, der er kablet sammen inde i en enkelt stor cirkel. En komplementær Darlington- eller Sziklai-transistor bruger modsatte typer transistorer sammen. Når der er behov for mange laveffektpar i et kredsløb, kan en Darlington-transistor-array IC bruges. Drivere bruger ofte disse, da de typisk inkluderer dioder for at forhindre pigge, når belastningerne er slukket. Mange Darlington-kredsløb er også konstrueret med par af individuelle diskrete transistorer, der er forbundet med hinanden.