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什么是达灵顿晶体管?
达林顿晶体管(也称为a达林顿对)通过两种BJT的组合制造的电子元件(双极结晶体管)以这样的方式连接,即它允许非常大的当前的获得。这是通过复合扩增实现的,由此电流被第一晶体管然后通过第二晶体管进一步放大。
随着该复合结构的设计,该晶体管也被称为“达林顿对“。该晶体管的表现为单个单元晶体管,因为它只有一个发射器,收集器和基座。Darlington晶体管于1953年由Sidney Darlington发明。
如果是当前获得晶体管是β1和β2,达林顿对的总电流增益是β1β2。与正常晶体管相比,该晶体管的电流增益非常高。因此,该晶体管也被称为“超级测试晶体管“。
达林顿晶体管电路
达林顿晶体管由两个人组成PNP晶体管要么NPN晶体管背靠背连接。它是一个具有共同收集器端子的单个封装,用于两个晶体管。
第一晶体管的发射极端子与第二晶体管的基极端连接。因此,基本供应仅给予第一晶体管,并且输出电流仅从第二晶体管拍摄。因此,它仅由一个基础,发射器和收集器组成,如下图所示。
有两个晶体管Q1和Q2。
一世B1=晶体管Q1的基极电流
一世E1.=晶体管的发射极电流Q1
一世B2.=晶体管的基极电流Q2
一世E2.=晶体管的发射极电流Q2
在上图中,在一个封装中示出了两个晶体管。并且从这两个图中,晶体管封装的总基流电流(总输入电流)等于晶体管Q1的基极电流。
类似地,封装的总发射极电流(总输出电流)等于晶体管Q2的发射极电流。
V.BE1=基础 - 发射器电压晶体管Q1
V.BE2=晶体管Q2的基极 - 发射极电压
总基极 - 发射极电压是两个晶体管的基极发射极电压的求和。
β1=晶体管的电流增益Q1
β2=晶体管的电流增益Q2
达林顿晶体管的总电流增益是βD.。晶体管的总电流增益是输出电流与输入电流的比率。
(1)
在晶体管中,发射极电流是基极电流和集电极电流的求和。并且集电极电流是碱基电流的β次。因此,通常是晶体管的形式,
(2)
对于晶体管Q2,
从公式 - (1),
从电路图,晶体管Q1的发射电流等于晶体管Q2的基极电流。
对于晶体管Q1,
在上面的等式中,β的值1β2与β值相比非常大1+β.2。让我们举个例子,其中β1= 100和β2= 100。
在这种情况下,β1β2= 10000和β1+β.2= 200.因此,我们可以忽略β的价值1+β.2。达灵顿晶体管的增益是,
PNP和NPN Darlington晶体管
如果达林顿对包括两个PNP晶体管,它会使PNP Darlington晶体管。如果达林顿对由两个NPN晶体管组成,它会使NPN Darlington晶体管。NPN和PNP Darlington晶体管的连接图如下图所示。
对于两种类型的晶体管,收集器端子很常见。在PNP晶体管中,基电流被给予第二晶体管的发射极端子。在NPN晶体管中,发射极电流被给予第二晶体管的基端。
与两个晶体管所需的空间相比,Darlington晶体管所需的空间较少。因为这里收集器端子对于两个晶体管很常见。
达林顿晶体管开关
假设我们想使用微控制器打开和关闭负载。为此任务,首先,我们使用普通晶体管作为开关,而第二,我们使用达林顿晶体管。此配置的电路图如下图所示。
在这种情况下,负载所需的电流为5A。并且微控制器可以仅绘制20mA电流到晶体管的基部。
现在,如果我们想要将5A电流绘制到负载,那么,
正常晶体管的电流增益β的值约为100。
并以饱和模式驱动该晶体管,基极电流的值等于至少,
为了确保饱和条件和深度饱和,基本电流是该值的5倍。因此,基本电流的所需值为250mA。
但微控制器只能绘制到基座的20mA电流。因此,该负载不能通过该微控制器开启。
如果我们使用Darlington晶体管作为开关,请在这种情况下,负载电流保持在。但是Darlington晶体管β的当前增益D.= 10000.现在,我们计算所需的基础电流,
并且对于深度饱和,我们需要5次这个值的基本电流。因此,在达林顿对的情况下基本电流的值为2.5mA。并且该电流足以通过微控制器绘制。
通过这种方式,如果我们使用Darlington晶体管作为开关,我们可以使用相同的微控制器运行相同的负载。
Tip120 Darlington晶体管
Tip120是NPN Darlington对,电流增益为1000.它是与Arduino和微控制器接口高电流负载的良好选择。
它有三个终端;PIN-1是基站,PIN-2是收集器端子,PIN-3是发射极端子。
PIN-1(基座)用于打开和关闭晶体管。电流流过Pin-2(收集器)通常与负载连接。并且电流通过PIN-3(发射器)正常连接到地面。
Tip120的集电极电流为5A。因此,它可以绘制最多5A的负载。收集器电流的峰值为8A。它不是设计用于连续运行8A。它只是一个峰值电流,可以在短时间内承受TIP120。
集电极 - 发射极电压(VCE)为60V。如果您需要更多的电压,则可以使用尖端系列的另一个晶体管,如Tip121和Tip122,可以分别在80V和100V上工作。
Tip120的等效电路如下图所示。
如何测试达灵顿晶体管?
为了测试Darlington晶体管(工作)或关闭(损坏)按照以下步骤操作。
第1步:您需要识别,基础,收集器和发射器终端。你必须知道它是PNP或NPN晶体管。这些步骤是指NPN Darlington对。测试引线对于PNP晶体管反转。
第2步:设置拨号数字万用表(dmm)在二极管象征。如果在万用表中不可用,请将万用表设置为低电平反抗模式。
步骤3:将万用表的正极连接有晶体管的基座端子,并将万用表的负极引线与集电器连接,然后连接到发射器。
如果晶体管正常运行,则万用表显示低HFE读数(晶体管电流增益)。
第四步:现在,反转引线并将正极连接到收集器和发射极端子。将负极与基座端子连接。
由于反向偏置测试,它显示开路或无限电阻。
达灵顿晶体管的优势
与正常晶体管相比,达林顿晶体管(即达林顿对)有几个优点。他们已在下面的列表中总结说:
- 达林顿晶体管的主要优点是高电流增益。因此,少量基极电流可以触发晶体管。
- 它提供高输入阻抗,转化为输出阻抗的等同降低。
- 这是一个包装。因此,与连接两个不同的晶体管相比,在电路板或PCB上易于配置。
达林顿晶体管的缺点
Darlington晶体管(即达林顿配对)的缺点已被概述在下面的列表中:
- 它具有较慢的开关速度。
- 与正常晶体管相比,基极电压几乎是两次。
- 由于高饱和电压,在这种应用中,它消散了高功率。
- 带宽是有限的。
- Darlington晶体管在某个方面引入了相移频率在负反馈电路中。