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达林顿晶体管电路的配置以及特点

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达林顿对是一种晶体管电路配置,在许多情况下都能发挥很好的效果。达林顿对提供了许多优势。之所以使用它,与单个晶体管相比主要是因为它提供了特别高的电流增益,这也反映了整个达林顿电路的高输入阻抗。
然而,达林顿对确实有一些缺点,因此它并不适合所有高增益应用。然而,在适用的情况下,达林顿对能够提供许多优于单个晶体管电路配置的优势。达林顿对晶体管电路可以作为单独的电子元件进行选型搭建,即通过两个晶体管实现,或者也可以将它们作为单个电子元件获得,其中两个晶体管集成在一个芯片上,比如经常用于驱动继电器得ULQ2003芯片就是这样。它就是一个达林顿阵列,其中有多个达林顿晶体管对包含在同一封装中。单个芯片集成了7个达林顿对,单个输出最大可达500mA。
达林顿对电路配置
达林顿对电路配置非常有特色,它通常由两个晶体管组成,尽管理论上它可以包含更多晶体管。输入晶体管的发射极直接连接到第二个晶体管的基极。两个集电极连接在一起。这样,来自第一个晶体管的基极电流进入第二个晶体管的基极。这可以实现非常高水平的电流增益。达林顿对的总电流增益是两个独立晶体管的乘积:
总电流增益=晶体管1的增益*晶体管2的增益;
这意味着如果使用两个电流增益50的晶体管,则总电流增益将为 50 x 50 = 2500,这种巨大的电流增益水平在许多电路设计中非常有用,尤其是在需要用高电流水平驱动低阻抗负载的情况下。
基极发射极旁路电阻
尽管达林顿对电路通常以上图的基本形式使用,但通常会在末级晶体管的基极和发射极连接之间看到一个旁路电阻。
这一旁路电阻器可以帮助达林顿晶体管的关闭过程。如果没有适当的电阻,由于晶体管基极和发射极之间存在寄生电容,此寄生电容器在达林顿晶体管开启的过程中会进行充电,由于没有放电路径,那么存储的电荷很难消耗。旁路电阻器可以使存储在该电容器中的电荷快速消散,这有助于更快地关闭达林顿晶体管。因此包含此电阻器是一个很好的设计,但如果对于达林顿晶体管的关闭速度没有要求,则可以省略该电阻器。一般来说,除非对于成本和器件数量要求比较严苛时可以考虑取消此电阻,否则比较明智的做法是包括加上此电阻以防止任何异常关闭现象。
需要注意的是较小的旁路电阻器会提供更快的关断,但如果电阻选型太小,则第二个晶体管的大部分驱动电流都会通过电阻器,从而损失增益。功率达林顿晶体管的旁路电阻器的典型值可能是几百欧姆,小电流晶体管的典型值可能是几千欧姆。
达林顿对的特点
1.高电流增益。一般可达数千
2.基极发射极电压:达林顿对在输入基极和输出发射极之间表现出比单个晶体管更高的电压。由于有两个基极发射极结,整个达林顿对的导通电压是单个晶体管的两倍。对于硅晶体管,这意味着要使电流流过输出集电极发射极电路,输入基极必须比输出发射极高1.2 至 1.4 伏特。
3.频率响应:达林顿对晶体管电路通常不用于高频应用。达林顿对本质上开关速度相对较慢,因为输出晶体管的基极电流不能立即关闭。因此,达林顿对通常用于低频应用,包括电源或需要非常高输入阻抗的领域。

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