Transistor Darlington

El transistor Darlington es la combinación de dos transistores bipolares del mismo tipo (ambos NPN o ambos PNP ), lo que da como resultado un componente híbrido que todavía tiene características de transistor. Estos dos transistores se pueden integrar en el mismo paquete. La ganancia actual del Darlington es igual al producto de las ganancias de cada transistor. El montaje es el siguiente: los colectores son comunes y corresponden al colector Darlington; el emisor del transistor de control está conectado a la base del transistor de salida; la base del transistor de control y el emisor del transistor de salida corresponden respectivamente a la base y al emisor del Darlington.

Histórico

El transistor Darlington fue inventado en 1953 por un ingeniero de Bell Laboratories : Sidney Darlington . La patente presentada se refería a la idea de poner dos o tres transistores en el mismo chip, pero no al hecho de tener cualquier número de ellos, de lo contrario su validez habría cubierto todos los circuitos integrados .

Ventajas

Gran ganancia : la ganancia total es el producto de las ganancias de cada uno de los dos transistores (1,000 a 20,000).
Con la misma corriente de colector, el Darlington permite aumentar la resistencia de entrada del conjunto en comparación con un solo transistor.

Desventajas

El umbral de conducción Vbe desde el cual Darlington comienza a conducir se duplica en comparación con un solo transistor, la corriente de control fluye a través de la unión base-emisor del primer transistor y luego la unión base-emisor del segundo, por lo que la Vbe del Darlington es la adición de los dos Vbe.
La caída de voltaje en modo saturado Vce sat del Darlington, que no puede caer por debajo del umbral de su propio Vbe (típicamente 0,6 a 0,7 voltios para un NPN) porque cuando el primer transistor es completamente conductor, el potencial del colector del segundo es muy cercana a la de su base - es mayor que la de un transistor bipolar simple (típicamente de 0,1 a 0,2 voltios para un NPN), lo que aumenta sensiblemente las pérdidas por conducción , en particular en las aplicaciones de potencia.

Observaciones

No confunda este conjunto con el conjunto cascodo .
Existe otra combinación denominada par Sziklai que también multiplica la ganancia al asociar en este caso un transistor NPN y un PNP, y que tiene la ventaja de no sufrir el alto umbral de conducción del conjunto Darlington.
El Darlington es cada vez más suplantado por el transistor de efecto de campo y el IGBT , particularmente en la electrónica de potencia donde tienen la ventaja de presentar una caída de voltaje VDS sat = RDS en × ID en general más baja que la del Darlington - y por lo tanto menor calor disipación a la misma corriente. Estos dos tipos de transistores se controlan en tensión en lugar de en corriente y reemplazan la noción de ganancia, la noción de transconductancia .

usar

Es muy utilizado en conjuntos de amplificadores (etapas de potencia), en particular en amplificadores operacionales, por ejemplo en etapas de salida, reguladores de voltaje , etc.

Notas y referencias

Notas

Con corriente de puerta casi nula.
Los dos conceptos están presentes en todos los tipos de transistores, pero en el transistor bipolar, es la ganancia el factor limitante y por tanto determina la capacidad real de amplificación del circuito, mientras que en los transistores de campo controlados por efecto, es el transconductancia que debe tenerse en cuenta.

Referencias

J. C Duez, G. Auclerc, Electrónica Aplicada 2 , París, Classiques Hachette , 1973; 2 ª ed. 1975, 304 p. ( ISBN 2010029801 y 978-2010029806 ) , pág. 102-104 .
(en) Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics , Cambridge University Press, 1989 ( ISBN 978-0521370950 ) , p. 94-95 [ leer en línea ] .
(en) Patente de EE . UU. 82663806 : patente presentada en 1952 y aceptada el 22 de diciembre de 1953.
David A. Hodges, Fellow, IEEE, "Contribuciones de Darlington al diseño de circuitos de transistores", en IEEE Transactions on Circuits and Systems - I: Teoría y aplicaciones fundamentales , vol. 46, n o 1, enero de 1999 [PDF] , en el sitio andros.eecs.berkeley.edu , consultado el 15 de enero de 2009.