功率達林頓晶體管電路設計特征參數

在許多情況下，一種晶體管電路配置可以產生非常好的效果，那就是達林頓對。達林頓對具有許多優勢。

它之所以被使用，主要是因為它提供了特別高的電流增益，并且與單個晶體管相比，這也反映到整個達林頓電路的高輸入阻抗中。

基本達林頓對晶體管配置

然而，達林頓對確實有一些缺點，因此它并不適合所有高增益應用。然而，在適用的情況下，達林頓對能夠提供比單個晶體管電路配置許多優勢。

達林頓對有時也可以稱為超級阿爾法對，但這個名稱現在使用較少。電路配置是由Sidney Darlington于1953年在貝爾實驗室發明的，當時晶體管開發正在進行大量工作。

這個想法涵蓋了在單個芯片上有兩個或三個晶體管的想法，其中一個晶體管的發射極連接到下一個晶體管的基極，并且達林頓配置中的所有晶體管共享同一個集電極。

達林頓對晶體管電路可以作為單獨的電子元件（即兩個晶體管）購買，也可以將它們作為單個電子元件獲得，并將兩個晶體管集成到一個芯片上。

許多達林頓陣列也可用，其中多個達林頓晶體管對包含在同一個封裝中。通常，它們包含在 IC 封裝中，因為它們通常用于驅動顯示器等。這使得達林頓晶體管對非常易于使用，并可集成到新的電子電路設計中。

達林頓對電路配置

達林頓對電路配置非常獨特。它通常由兩個晶體管組成，盡管理論上它可以包含更多晶體管。輸入晶體管的發射極直接連接到第二個晶體管的基極。兩個集電器連接在一起。這樣，來自第一個晶體管的基極電流進入第二個晶體管的基極。

這導致了非常高的電流增益水平。達林頓對的總電流增益是兩個獨立晶體管的乘積：

電流增益總計=Hfe1 Hfe2電流增益總計=氫氟酸1氫氟酸2

這意味著，如果使用兩個電流增益適中為50的晶體管，則總電流增益將為50 x 50 = 2500。

這種巨大的電流增益水平在許多電路設計中非常有用，特別是在需要以高電流水平驅動低阻抗負載的情況下。

基極發射極旁路電阻

雖然達林頓對電路通常以其基本格式使用，但它通常在最終晶體管的基極和發射極連接之間使用旁路電阻器。

帶基極-發射極電阻的達林頓晶體管

包括旁路電阻器以幫助關閉過程。如果沒有電阻器，則沒有放電路徑，由基極發射極結形成的電容器中的任何電荷都沒有放電路徑。包括它可以使存儲在該電容器中的電荷耗散，這有助于更快地關斷。

包含此電阻器是很好的設計，但如果速度不是問題，則可以省略該電阻器。然而，除非成本和元件數量是電路設計中的關鍵驅動因素，否則明智的做法是包括該電子元件，以證明任何不尋常的關斷現象。

確定電阻值并不是一門精確的科學。電阻器越小，關斷速度越快，但如果電阻器太小，則第二個晶體管的驅動電流中有很大一部分通過電阻器，增益會丟失。

如果電阻值很低，并且它從第二個晶體管的基極搶走了電流，則電流增益將降低，達林頓總增益的方程將需要滿足這一點。

功率達林頓晶體管的典型值可能為幾百歐姆，小型電流晶體管的典型值可能為幾千歐姆。

達林頓對屬性

達林頓對有許多積極的特征。一些主要的達林頓對特征和參數概述如下：

高電流增益：已經看到，目前達林頓的收益非常高。經常看到超過幾千的數字。

基極發射極電壓：達林頓對在輸入基極和輸出發射極之間的電壓高于單個晶體管。由于有兩個基極發射極結，整個達林頓對的導通電壓是單個晶體管的兩倍。對于硅晶體管，這意味著要使電流在輸出集電極發射極電路中流動，輸入基極必須比輸出發射極高出約 1.2 至 1.4 伏。對于鍺達林頓對，電壓約為 0.5 伏。

頻率響應：達林頓對晶體管電路通常不用于高頻應用。達林頓對本身相對較慢，因為輸出晶體管的基極電流不能立即關閉。因此，達林頓對通常用于低頻應用，包括電源或需要非常高輸入阻抗的區域。

在進行任何包含達林頓對配置的電子電路設計時，值得牢記配置的所有屬性，以確保整體電路設計能夠獲得最佳性能。

達林頓晶體管電路符號

通常達林頓晶體管對被示為兩個獨立的晶體管，特別是電路是由兩個分立晶體管制成的。但是，達林頓晶體管可作為單個器件使用。為了表明這一點，在單個信封中顯示達林頓對通常會有所幫助。在這種情況下，達林頓晶體管如右圖所示。