Mga Kalkulasyon ng Darlington Transistor

Ang Darlington transistor ay isang kilalang at tanyag na koneksyon gamit ang isang pares ng bipolar transistor junction transistor (BJT), na idinisenyo para sa pagpapatakbo tulad ng isang pinag-isa 'napakagaling' transistor. Ipinapakita ng sumusunod na diagram ang mga detalye ng koneksyon.

Kahulugan

Ang isang Darlington transistor ay maaaring tukuyin bilang isang koneksyon sa pagitan ng dalawang BJT na nagpapahintulot sa kanila na bumuo ng isang solong pinaghalo BJT pagkuha ng isang malaking halaga ng kasalukuyang kita, na maaaring saklaw ng higit sa libong karaniwang.

Ang pangunahing bentahe ng pagsasaayos na ito ay ang pinaghalong transistor na kumikilos tulad ng isang solong aparato na mayroong pinahusay kasalukuyang kita katumbas ng produkto ng kasalukuyang mga nadagdag ng bawat transistor.

Kung ang koneksyon sa Darlington ay binubuo ng dalawang indibidwal na BJT na may kasalukuyang mga nadagdag β₁at β_dalawaang pinagsamang kasalukuyang kita ay maaaring kalkulahin gamit ang formula:

b_D= β₁b_dalawa-------- (12.7)

Kapag ang naitugmang mga transistor ay ginagamit sa isang koneksyon sa Darlington tulad ng na β₁= β_dalawa= β, ang pormula sa itaas para sa kasalukuyang makakuha ay napasimple bilang:

b_D= β^dalawa-------- (12.8)

Naka-package na Darlington Transistor

Dahil sa napakalawak na katanyagan nito, ang mga Darlington transistor ay gawa rin at magagamit na handa na ginawa sa isang solong pakete na mayroong dalawang BJT na panloob na na-wire bilang isang yunit.

Ang sumusunod na talahanayan ay nagbibigay ng datasheet ng isang halimbawa pares ng Darlington sa loob ng isang solong pakete.

Ang ipinahiwatig na kasalukuyang pakinabang, ay ang net na nakuha mula sa dalawang BJTs. Ang yunit ay may 3 pamantayang mga terminal sa labas, katulad ng base, emitter, kolektor.

Ang ganitong uri ng nakabalot na Darlington transistors ay may panlabas na mga tampok na katulad ng isang normal na transistor ngunit may napakataas at pinahusay na kasalukuyang nakuha na output, kumpara sa normal na solong mga transistor.

Paano mag-DC Bias ng isang Darlington Transistor Circuit

Ang sumusunod na pigura ay nagpapakita ng isang karaniwang Darlington circuit na gumagamit ng mga transistor na may napakataas na kasalukuyang kita β_D.

Dito makakalkula ang kasalukuyang batayan gamit ang formula:

Ako_B= V_DC- V_MAGING/ R_B+ β_DR_AY------------ (12.9)

Kahit na ito ay maaaring magmukhang katulad sa equation na karaniwang inilapat para sa anumang regular na BJT , ang halaga β_Dsa equation sa itaas ay magiging higit na mas mataas, at ang V_MAGINGay magiging medyo malaki. Napatunayan din ito sa halimbawang datasheet na ipinakita sa nakaraang talata.

Samakatuwid, ang kasalukuyang emitter ay maaaring kalkulahin bilang:

Ako_AY= (β_D+ 1) ako_BΒ_DAko_B------------ (12.10)

Ang boltahe ng DC ay magiging:

V_AY= Ako_AYR_AY---------------- (12.11)

V_B= V_AY+ V_MAGING------------ (12.12)

Nalutas ang Halimbawa 1

Mula sa datos na ibinigay sa sumusunod na pigura, kalkulahin ang mga alon ng bias at voltages ng Darlington circuit.

Solusyon : Ang paglalapat ng Eq.12.9 ang kasalukuyang batayan ay natutukoy bilang:

Ako_B= 18 V - 1.6 V / 3.3 MΩ + 8000 (390Ω) ≈ 2.56 μA

Paglalapat ng Eq.12.10, ang kasalukuyang emitter ay maaaring masuri bilang:

Ako_AY≈ 8000 (2.56 μA) ≈ 20.28 mA ≈ I_C

Ang boltahe ng Emitter DC ay maaaring kalkulahin gamit ang equation 12.11, tulad ng:

V_AY= 20.48 mA (390Ω) ≈ 8 V,

Sa wakas ang boltahe ng kolektor ay maaaring masuri sa pamamagitan ng paglalapat ng Eq. 12.12 tulad ng ibinigay sa ibaba:

V_B= 8 V + 1.6 V = 9.6 V

Sa halimbawang ito ang supply boltahe sa kolektor ng Darlington ay:
V_C= 18 V

Katumbas ng AC Darlington Circuit

Sa figure na ipinakita sa ibaba, maaari naming makita ang a Sumusunod sa emitter ng BJT circuit na konektado sa Darlington mode. Ang base terminal ng pares ay konektado sa isang ac input signal sa pamamagitan ng capacitor C1.

Ang signal ng output ac na nakuha sa pamamagitan ng capacitor C2 ay naiugnay sa emitter terminal ng aparato.

Ang resulta ng simulation ng pagsasaayos sa itaas ay ipinakita sa sumusunod na figure. Dito makikita ang Darlington transistor na pinalitan ng isang ac na katumbas na circuit na may isang resistensya sa pag-input r _ako at isang mapagkukunan ng output ng kasalukuyang kinakatawan bilang b _D Ako _b

Ang AC Input Impedance ay maaaring kalkulahin tulad ng ipinaliwanag sa ibaba:

Ac base kasalukuyang dumadaan r _ako ay:

Ako_b= V_ako- V_o/ r_ako---------- (12.13)

Mula noon
V_o= (Ako_b+ β_DAko_b) R_AY---------- (12.14)

Kung ilalapat namin ang Eq 12.13 sa Eq. 12.14 nakukuha natin:

Ako_br_ako= V_ako- V_o= V_ako- ako_b(1 + β_D) R_AY

Paglutas ng nasa itaas para sa V _ako:

V_ako= Ako_b[r_ako+ (1 + β_D) R_AY]

V_ako/ Ako_b= r_ako+ β_DR_AY

Ngayon, sinusuri ang base ng transistor, ang ac input impedance ay maaaring masuri bilang:

MAY_ako= R_B. r_ako+ β_DR_AY---------- (12.15)

Nalutas ang Halimbawa 2

Ngayon ay lutasin natin ang isang praktikal na halimbawa para sa nasa itaas na katumbas na disenyo ng tagasunod ng emitter ng AC:

Tukuyin ang input impedance ng circuit, na ibinigay r _ako = 5 kΩ

Ang paglalapat ng Eq.12.15 nilulutas namin ang equation na ibinigay sa ibaba:

MAY_ako= 3.3 MΩ॥ [5 kΩ + (8000) 390 Ω)] = 1.6 MΩ

Praktikal na Disenyo

Narito ang isang praktikal na disenyo ng Darlington sa pamamagitan ng pagkonekta ng a 2N3055 power transistor na may isang maliit na signal transistor BC547.

Ang isang risistor na 100K ay ginagamit sa gilid ng pag-input upang mabawasan ang kasalukuyang sa ilang millamp.

Karaniwan sa ganoong mababang kasalukuyang sa base, ang 2N3055 na nag-iisa ay hindi kailanman maaaring mag-iilaw ng isang mataas na kasalukuyang karga tulad ng isang 12V 2 amp bombilya. Ito ay dahil ang kasalukuyang nakuha ng 2N3055 ay napakababa upang maproseso ang mababang kasalukuyang base sa mataas na kasalukuyang kolektor.

Gayunpaman sa lalong madaling panahon ng isa pang BJT na kung saan ay isang BC547 dito ay konektado sa 2N3055 sa isang pares ng Darlington, ang pinag-isang kasalukuyang pakinabang ay tumalon sa isang napakataas na halaga, at pinapayagan ang lampara na magningning sa buong ningning.

Th average current gain (hFE) ng 2N3055 ay nasa 40, habang para sa BC547 ay 400. Kapag ang dalawa ay pinagsama bilang isang pares ng Darlington, ang nakuha ay umusbong nang malaki sa 40 x 400 = 16000, kahanga-hanga hindi ba. Iyon ang uri ng lakas na makukuha natin mula sa isang pagsasaayos ng transistor ng Darlington, at ang isang ordinaryong naghahanap na transistor ay maaaring gawing isang napakalaking na-rate na aparato sa pamamagitan lamang ng simpleng pagbabago.