O que é um transistor de Darlington?

Um transistor de Darlington é um par de transistores bipolares conectados para fornecer um ganho de corrente muito alta a partir de uma corrente de base baixa. O emissor do transistor de entrada é sempre conectado à base do transistor de saída; seus colecionadores estão amarrados. Como resultado, a corrente amplificada pelo transistor de entrada é amplificada ainda mais pelo transistor de saída. Um Darlington é freqüentemente usado onde um alto ganho é necessário em baixa frequência. Aplicações comuns incluem estágios de saída do amplificador de áudio, reguladores de potência, controladores de motor e drivers de vídeo.

Também conhecido como par de Darlington, o transistor de Darlington foi inventado em 1953 por Sidney Darlington no Bell Laboratories. Durante as décadas de 1950 e 1960, também foi chamado de par super alfa. Darlington reconheceu as muitas vantagens deste projeto para circuitos seguidor de emissor e patenteou o conceito.

A natureza geralmente de baixa potência e alto ganho do transistor de Darlington pode torná-lo muito sensível a pequenas mudanças na corrente de entrada. Os Darlingtons são frequentemente usados ​​em sensores de toque e luz por esse motivo. Os fotodarlingtons são projetados especificamente para circuitos sensíveis à luz.

O lado da saída geralmente é de alta potência e baixo ganho. Com um transistor de alta potência, ele pode controlar motores, inversores de potência e outros dispositivos de alta corrente. Projetos de média potência são frequentemente usados ​​com lógica de circuito integrado (IC) para acionar solenóides, displays de diodo emissor de luz (LED) e outras pequenas cargas.

O projeto do transistor de Darlington oferece várias vantagens sobre o uso de transistores simples padrão. O ganho de cada transistor no par é multiplicado juntos, resultando em um ganho de corrente total bastante alto. A corrente máxima do coletor do transistor de saída determina a do par - pode ser de 100 amperes ou mais. É necessário menos espaço físico, pois os transistores geralmente são empacotados juntos em um dispositivo. Outra vantagem é que o circuito geral pode ter uma impedância de entrada muito alta.

O transistor geralmente segue as mesmas regras de design que um único transistor, com algumas limitações. Ele requer uma voltagem de emissor base mais alta para ligar, normalmente duas vezes a de um único transistor. Seu tempo de desligamento é muito mais longo, pois a corrente base do transistor de saída não pode ser ativamente desligada. Esse atraso pode ser reduzido conectando um resistor de descarga entre a base e o emissor do transistor de saída. No entanto, os Darlingtons não são adequados para aplicações de alta frequência devido a esse atraso.

A voltagem de saturação de um transistor de Darlington também é mais alta, geralmente 0,7 V DC para silício, em vez de cerca de 0,2 V DC. Às vezes, isso causa dissipação de energia mais alta, pois o transistor de saída não pode saturar. Em frequências mais altas, também é possível uma mudança de fase maior, o que pode levar à instabilidade sob feedback negativo.

Um esquema de transistor de Darlington geralmente retrata o par de elementos de transistor conectados juntos dentro de um único círculo grande. Um transistor complementar Darlington ou Sziklai usa tipos opostos de transistores juntos. Quando muitos pares de baixa potência são necessários em um circuito, um IC de matriz de transistor Darlington pode ser usado. Os drivers costumam utilizá-los, pois geralmente incluem diodos para evitar picos quando as cargas são desligadas. Muitos circuitos de Darlington também são construídos com pares de transistores discretos individuais conectados juntos.