Vad är en Darlington-transistor?
En Darlington-transistor är ett par bipolära transistorer anslutna för att ge en mycket högströmförstärkning från en lågbasström. Sändaren från ingångstransistorn är alltid ansluten till basen hos utgångstransistorn; deras samlare är bundna ihop. Som ett resultat förstärks strömmen förstärkt av ingångstransistorn ytterligare av utgångstransistorn. En Darlington används ofta där en hög förstärkning behövs vid låg frekvens. Vanliga applikationer inkluderar ljudförstärkares utgångssteg, effektregulatorer, motorstyrenheter och displaydrivrutiner.
Darlington-transistorn, även känd som ett Darlington-par, uppfanns 1953 av Sidney Darlington vid Bell Laboratories. Under 1950- och 1960-talet kallades det också ett super-alfapar. Darlington erkände de många fördelarna med denna design för emitter-följare-kretsar och patenterade konceptet.
Darlington-transistorns vanligtvis lågkraftseffekt med hög vinst kan göra den mycket känslig för små förändringar i ingångsströmmen. Darlington används ofta i berörings- och ljusgivare av detta skäl. Fotodarlingtoner är utformade specifikt för ljuskänsliga kretsar.
Utgångssidan är ofta med hög effekt och lägre förstärkning. Med en mycket kraftfull transistor kan den styra motorer, kraftomformare och andra högströmsenheter. Medelkraftkonstruktioner används ofta med integrerad kretslogik (IC) för att driva solenoider, ljusdioder (LED) och andra små laster.
Darlington-transistorkonstruktionen ger flera fördelar jämfört med användningen av enkla transistorer. Förstärkningen för varje transistor i paret multipliceras tillsammans, vilket ger en ganska hög totalströmförstärkning. Den maximala kollektorströmmen för utgångstransistorn bestämmer parens ström - den kan vara 100 ampere eller mer. Mindre fysiskt utrymme krävs, eftersom transistorerna ofta är förpackade i en enhet. En annan fördel är att den totala kretsen kan ha mycket hög ingångsimpedans.
Transistorn följer generellt samma designregler som en enda transistor, med några begränsningar. Det kräver en högre basemitter-spänning för att slå på, vanligtvis dubbelt så stor som en enda transistor. Dess avstängningstid är mycket längre eftersom utgångstransistorns basström inte aktivt kan stängas av. Denna fördröjning kan minskas genom att ansluta ett urladdningsmotstånd mellan bastransistorn och utsändaren. Darlington är dock inte väl lämpade för högfrekvensapplikationer på grund av denna fördröjningstid.
Mättningsspänningen för en Darlington-transistor är också högre, ofta 0,7 v DC för kisel istället för cirka 0,2 v DC. Detta orsakar ibland högre effektdistribution, eftersom utgångstransistorn inte kan mättas. Vid högre frekvenser är också en större fasförskjutning möjlig, vilket kan leda till instabilitet under negativ feedback.
En schematisk Darlington-transistor skildrar ofta paret av transistorelement som är sammankopplade i en enda stor cirkel. En komplementär Darlington- eller Sziklai-transistor använder motsatta typer av transistorer tillsammans. När många par med låg effekt behövs i en krets kan en Darlington-transistor-grupp IC användas. Förarna använder ofta dessa eftersom de vanligtvis inkluderar dioder för att förhindra spikar när lasten är avstängd. Många Darlington-kretsar är också konstruerade med par av enskilda separata transistorer kopplade ihop.