Literal, imediat după apariția dispozitivelor semiconductoare, să zicem, tranzistoarele, au început rapid să înlocuiască dispozitivele electrovacuum și, în special, triodele. În prezent, tranzistoarele ocupă o poziție de lider în circuite.

Un începător, și uneori un designer radioamator cu experiență, nu reușește imediat să găsească soluția potrivită pentru circuit sau să descopere scopul anumitor elemente din circuit. Având la îndemână un set de „cărămizi” cu proprietăți cunoscute, este mult mai ușor să construiești o „cladire” a unuia sau acela dispozitiv.

Fără să ne oprim în detaliu asupra parametrilor tranzistorului (acest lucru este suficient de scris în literatura modernă, de exemplu, în), vom lua în considerare numai proprietățile individuale și modalitățile de a le îmbunătăți.

Una dintre primele probleme cu care se confruntă un designer este creșterea puterii unui tranzistor. Se poate rezolva prin conectarea tranzistoarelor în paralel (). Rezistoarele de nivelare a curentului din circuitele emițătorului contribuie la distribuția uniformă a sarcinii.

Se pare că conexiunea paralelă a tranzistoarelor este utilă nu numai pentru creșterea puterii la amplificarea semnalelor mari, ci și pentru reducerea zgomotului la amplificarea celor slabe. Nivelul de zgomot scade proporțional cu rădăcina pătrată a numărului de tranzistoare conectate în paralel.

Protecția la supracurent se rezolvă cel mai simplu prin introducerea unui tranzistor suplimentar (). Dezavantajul unui astfel de tranzistor de autoprotecție este o scădere a eficienței datorită prezenței unui senzor de curent R. O posibilă opțiune de îmbunătățire este prezentată în. Datorită introducerii unei diode cu germaniu sau a unei diode Schottky, este posibilă reducerea de mai multe ori a rezistorului R și, prin urmare, puterea disipată pe acesta.

Pentru a proteja împotriva tensiunii inverse, o diodă este de obicei conectată în paralel cu bornele emițătorului-colector, ca, de exemplu, în tranzistoarele compozite precum KT825, KT827.

Când tranzistorul funcționează în modul cheie, când este necesară trecerea rapidă de la deschis la închis și invers, uneori se folosește un circuit RC de forțare (). Când tranzistorul pornește, încărcarea condensatorului își mărește curentul de bază, ceea ce ajută la reducerea timpului de pornire. Tensiunea pe condensator atinge scăderea de tensiune pe rezistorul de bază cauzată de curentul de bază. În momentul închiderii tranzistorului, condensatorul, descarcându-se, contribuie la resorbția purtătoarelor minoritare din bază, reducând timpul de oprire.

Este posibil să se mărească panta tranzistorului (raportul dintre modificarea curentului de colector (de scurgere) și modificarea tensiunii la bază (poarta) care a provocat-o la o constantă Uke Usi)) folosind circuitul Darlington ( ). Rezistorul din circuitul de bază al celui de-al doilea tranzistor (poate fi absent) este utilizat pentru a seta curentul de colector al primului tranzistor. Un tranzistor compozit similar cu rezistență mare de intrare (datorită utilizării tranzistor cu efect de câmp) este prezentat la . Tranzistoarele compozite prezentate în fig. și , sunt asamblate pe tranzistoare de conductivitate diferită conform schemei Shiklai.

Introducerea tranzistoarelor suplimentare în circuitele Darlington și Shiklai, așa cum se arată în Fig. și , crește impedanța de intrare a celei de-a doua trepte în ceea ce privește curentul alternativ și, în consecință, coeficientul de transfer . Aplicarea unei soluții similare în tranzistoare fig. și dă, respectiv, circuite și , linearizarea transconductanței tranzistorului .

Este prezentat un tranzistor de bandă largă de mare viteză. Creșterea performanței a fost realizată prin reducerea efectului Miller într-un mod similar cu și .

Tranzistorul „diamond” conform brevetului german este prezentat pe. Opțiunile posibile pentru includerea acestuia sunt afișate pe. O trăsătură caracteristică a acestui tranzistor este absența inversării pe colector. De aici dublarea capacității de sarcină a circuitului.

Un tranzistor compozit puternic cu o tensiune de saturație de aproximativ 1,5 V este prezentat în Fig. 24. Puterea tranzistorului poate fi crescută semnificativ prin înlocuirea tranzistorului VT3 cu un tranzistor compozit ().

Raționament similar poate fi dat pentru tranzistor tip pnp, precum și un tranzistor cu efect de câmp cu un canal de tip p. Când utilizați un tranzistor ca element de reglare sau într-un mod cheie, există două opțiuni pentru pornirea sarcinii: în circuitul colector () sau în circuitul emițător ().

După cum se poate vedea din formulele de mai sus, cea mai mică cădere de tensiune și, în consecință, disiparea minimă a puterii - pe tranzistor simplu cu o sarcină în circuitul colectorului. Utilizarea unui tranzistor compozit Darlington și Shiklai cu o sarcină în circuitul colector este echivalentă. Tranzistorul Darlington poate avea un avantaj dacă colectorii tranzistorilor nu sunt combinați. Când o sarcină este conectată la circuitul emițătorului, avantajul tranzistorului Shiklai este evident.

Literatură:

1. Stepanenko I. Fundamentele teoriei tranzistoarelor și a circuitelor tranzistoare. - M.: Energie, 1977.
2. Brevet SUA 4633100: Pub. 20-133-83.
3. A.s. 810093.
4. Brevetul SUA 4.730.124: Pub. 22-133-88. - P.47.

1. Creșterea puterii tranzistorului.

Rezistoarele din circuitele emitatorului sunt necesare pentru a distribui uniform sarcina; nivelul de zgomot scade proporţional cu rădăcina pătrată a numărului de tranzistoare conectate în paralel.

2. Protectie la supracurent.

Dezavantajul este o scădere a eficienței datorită prezenței unui senzor de curent R.

O altă opțiune - datorită introducerii unei diode cu germaniu sau a unei diode Schottky, este posibil să se reducă de mai multe ori valoarea rezistorului R și se va disipa mai puțină putere pe acesta.

3. Tranzistor compozit cu rezistență mare de ieșire.

Datorită includerii cascode a tranzistorilor, efectul Miller este redus semnificativ.

O altă schemă - datorită decuplării complete a celui de-al doilea tranzistor de la intrare și alimentării drenului primului tranzistor cu o tensiune proporțională cu intrarea, tranzistorul compozit are caracteristici dinamice și mai mari (singura condiție este ca al doilea tranzistor să aibă Mai mult tensiune înaltă tăieturi). Tranzistorul de intrare poate fi înlocuit cu unul bipolar.

4. Protecția tranzistorului de saturație profundă.

Prevenirea polarizării înainte a joncțiunii bază-colector cu o diodă Schottky.

O opțiune mai complexă este schema Baker. Când tensiunea de colector a tranzistorului atinge tensiunea de bază, curentul de bază „extra” este aruncat prin joncțiunea colectorului, prevenind saturația.

5. Circuit de limitare a saturației în raport cu comutatoarele de joasă tensiune.

Cu senzor de curent de bază.

Cu senzor de curent colector.

6. Reducerea timpului de pornire/oprire a tranzistorului prin utilizarea unui lanț RC de forțare.

7. Tranzistor compozit.

Diagrama unui Darlington.

Schema lui Shiklai.

La proiectarea circuitelor pentru dispozitive electronice radio, este adesea de dorit să existe tranzistoare cu parametri mai buni decât cei oferiti de producătorii de componente electronice radio (sau mai buni decât permite tehnologia de fabricare a tranzistorilor disponibilă). Această situație este cel mai des întâlnită în proiectarea circuitelor integrate. De obicei avem nevoie de mai mult câștig de curent h 21, valoare mai mare a rezistenței de intrare h 11 sau mai puțină conductanță de ieșire h 22 .

Pentru a îmbunătăți parametrii tranzistorilor, diverse circuite de tranzistoare compozite permit. Există multe posibilități de a realiza un tranzistor compozit din tranzistoare cu efect de câmp sau bipolare de conductivitate diferită, îmbunătățindu-i în același timp parametrii. Schema Darlington este cea mai utilizată. În cel mai simplu caz, aceasta este o conexiune a doi tranzistori de aceeași polaritate. Un exemplu de circuit Darlington pe tranzistoare npn este prezentat în Figura 1.

Figura 1 Circuitul Darlington pe tranzistoarele npn

Circuitul de mai sus este echivalent cu un singur tranzistor npn. În acest circuit, curentul emițătorului tranzistorului VT1 este curentul de bază al tranzistorului VT2. Curentul de colector al tranzistorului compozit este determinat în principal de curentul tranzistorului VT2. Principalul avantaj al circuitului Darlington este câștigul mare de curent h 21 , care poate fi definit în general ca produs h 21 de tranzistoare incluse în circuit:

(1)

Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că coeficientul h 21 este destul de puternic dependent de curentul colectorului. Prin urmare, la valori scăzute ale curentului de colector al tranzistorului VT1, valoarea acestuia poate scădea semnificativ. Exemplu de dependență h 21 din curentul colectorului pentru diferite tranzistoare este prezentat în Figura 2

Figura 2 Dependența câștigului tranzistorilor de curentul colectorului

După cum se poate observa din aceste grafice, coeficientul h 21e practic nu se schimbă doar pentru două tranzistoare: KT361V autohton și BC846A străin. Pentru alte tranzistoare, câștigul de curent depinde în mod semnificativ de curentul colectorului.

În cazul în care curentul de bază al tranzistorului VT2 este suficient de mic, curentul de colector al tranzistorului VT1 poate să nu fie suficient pentru a furniza valoarea necesară a câștigului de curent h 21 . În acest caz, creșterea coeficientului h 21 și, în consecință, reducerea curentului de bază al tranzistorului compozit poate fi realizată prin creșterea curentului de colector al tranzistorului VT1. Pentru a face acest lucru, un rezistor suplimentar este conectat între baza și emițătorul tranzistorului VT2, așa cum se arată în Figura 3.

Figura 3 Tranzistor compozit Darlington cu un rezistor suplimentar în circuitul emițător al primului tranzistor

De exemplu, să definim elementele pentru circuitul Darlington, asamblate pe tranzistoare BC846A. Fie curentul tranzistorului VT2 de 1 mA. Atunci curentul său de bază va fi egal cu:

(2)

La acest curent, câștigul curent h 21 scade brusc, iar câștigul general de curent poate fi semnificativ mai mic decât cel calculat. Prin creșterea curentului de colector al tranzistorului VT1 cu un rezistor, puteți câștiga semnificativ în valoarea câștigului total h 21 . Deoarece tensiunea de la baza tranzistorului este o constantă (pentru un tranzistor de siliciu u fie = 0,7 V), atunci calculăm conform legii lui Ohm:

(3)

În acest caz, avem dreptul să ne așteptăm la un câștig de curent de până la 40 000. Iată câte tranzistoare superbetta interne și străine sunt fabricate, precum KT972, KT973 sau KT825, TIP41C, TIP42C. Circuitul Darlington este utilizat pe scară largă în etapele de ieșire ale amplificatoarelor de joasă frecvență (), amplificatoarelor operaționale și chiar a celor digitale, de exemplu.

Trebuie remarcat faptul că schema Darlington are un astfel de dezavantaj ca supratensiune U ke. Dacă în tranzistoare obişnuite U ke este de 0,2 V, atunci în tranzistorul compozit această tensiune crește la 0,9 V. Acest lucru se datorează necesității de a deschide tranzistorul VT1 și, pentru aceasta, la baza sa ar trebui aplicată o tensiune de 0,7 V (dacă luăm în considerare siliciu). tranzistoare).

Pentru a elimina acest dezavantaj, a fost dezvoltat un circuit al unui tranzistor compozit bazat pe tranzistoare complementare. Pe internetul rusesc, se numea schema Shiklai. Acest nume provine dintr-o carte a lui Tietze și Schenck, deși acest circuit avusese anterior un alt nume. De exemplu, în literatura sovietică a fost numit un cuplu paradoxal. În cartea lui V.E. Helein și V.H. Holmes, un tranzistor compozit pe tranzistori complementari se numește circuitul alb, așa că îl vom numi pur și simplu un tranzistor compozit. O diagramă a unui tranzistor compozit pnp pe tranzistoare complementare este prezentată în Figura 4.

Figura 4 Tranzistor compozit pnp pe tranzistoare complementare

În același mod, se formează un tranzistor npn. O diagramă a unui tranzistor compozit npn pe tranzistoare complementare este prezentată în Figura 5.

Figura 5 Tranzistor compozit npn pe tranzistoare complementare

În lista de referințe, pe primul loc este dat cărții ediția din 1974, dar există CĂRȚI și alte ediții. Există fundamente care nu devin învechite pentru o lungă perioadă de timp și un număr mare de autori care pur și simplu repetă aceste elemente de bază. Trebuie să poți vorbi clar! În tot timpul activității mele profesionale am întâlnit mai puțin de zece CĂRȚI. Recomand întotdeauna să înveți circuitele analogice din această carte.

Data ultimei actualizări a dosarului 18.06.2018

Literatură:

Împreună cu articolul „Tranzistor compozit (circuit Darlington)” au citit:

http://website/Sxemoteh/ShVklTrz/kaskod/

http://site-ul web/Sxemoteh/ShVklTrz/OE/

Dacă tranzistoarele sunt conectate așa cum se arată în Fig. 2.60, atunci circuitul rezultat va funcționa ca un singur tranzistor și coeficientul său β va fi egal cu produsul coeficienților β tranzistoare componente.

Orez. 2,60. Tranzistor compozit Darlington .

Această tehnică este utilă pentru circuitele cu curent ridicat (cum ar fi regulatoarele de tensiune sau treptele de ieșire ale amplificatorului de putere) sau pentru capete frontale ale amplificatoarelor unde este necesară o impedanță mare de intrare.

Într-un tranzistor Darlington, căderea de tensiune între bază și emițător este de două ori mai mare decât cea normală, iar tensiunea de saturație este cel puțin egală cu căderea de tensiune pe diodă (deoarece potențialul emițătorului tranzistorului T 1 trebuie să depășească potențialul emițătorului tranzistorului T 2 prin căderea de tensiune pe diodă). În plus, tranzistoarele conectate în acest fel se comportă ca un singur tranzistor cu o viteză destul de mică, deoarece tranzistorul T 1 nu pot opri rapid tranzistorul T 2. Având în vedere această proprietate, de obicei între baza și emițătorul tranzistorului T 2 includ un rezistor (Fig. 2.61).

Orez. 2,61. Creșterea vitezei de oprire într-un tranzistor Darlington compus.

Rezistor R previne polarizarea tranzistorului T 2în regiunea de conducție din cauza curenților de scurgere a tranzistoarelor T 1și T 2. Rezistența rezistorului este aleasă astfel încât curenții de scurgere (măsurați în nanoamperi pentru tranzistoarele cu semnal mic și sute de microamperi pentru tranzistoarele de mare putere) să creeze o cădere de tensiune pe el care nu depășește căderea de tensiune pe diodă, iar la în același timp, astfel încât să circule prin el un curent care este mic în comparație cu curentul de bază a tranzistorului T 2. De obicei rezistență R este de câteva sute de ohmi într-un tranzistor Darlington puternic și câteva mii de ohmi într-un tranzistor Darlington cu semnal mic.

Industria produce tranzistori Darlington sub formă de module complete, inclusiv, de regulă, un rezistor emițător. Un exemplu de astfel de schemă standard este cel puternic n-r-n- Tranzistor Darlington tip 2N6282, câștigul său de curent este de 4000 (tipic) pentru curent de colector, egal cu 10 A.

Conectarea tranzistoarelor conform schemei Shiklai (Sziklai). Conexiunea tranzistoarelor conform circuitului Shiklai este un circuit similar cu cel pe care tocmai l-am revizuit. De asemenea, oferă o creștere a coeficientului β . Uneori, o astfel de conexiune este numită tranzistor Darlington complementar (Fig. 2.62).

Orez. 2,62 . Conectarea tranzistoarelor conform schemei Shiklai(„completând tranzistorul Darlington”).

Circuitul se comportă ca un tranzistor n-p-n-tip cu un coeficient mare β . Circuitul are o singură tensiune între bază și emițător, iar tensiunea de saturație, ca și în circuitul anterior, este cel puțin egală cu căderea de tensiune pe diodă. Între baza și emițătorul unui tranzistor T 2 se recomanda includerea unui rezistor cu o rezistenta mica. Designerii folosesc acest circuit în trepte de ieșire push-pull de mare putere atunci când doresc să folosească tranzistori de ieșire cu o singură polaritate. Un exemplu de astfel de circuit este prezentat în Fig. 2,63.

Orez. 2,63. O etapă puternică push-pull care utilizează numai tranzistori de ieșire n-r-n-tip.

Ca și înainte, rezistorul este rezistența de colector al tranzistorului Τ 1. Tranzistor Darlington format din tranzistori T 2și T 3, se comportă ca un singur tranzistor n-r-n-tip, cu amplificare mare de curent. tranzistoare T 4și T 5, conectate conform schemei Shiklai, se comportă ca un tranzistor puternic p-n-p-tip de câștig mare. Ca și înainte, rezistențele R3și R4 au putina rezistenta. Acest circuit este uneori denumit un follower push-pull cu simetrie cvasi-complementară. Într-o cascadă reală cu simetrie suplimentară (complementară), tranzistori T 4și T 5 ar fi conectat conform schemei Darlington.

Tranzistor cu câștig de curent foarte mare. Tranzistoarele compozite - tranzistorul Darlington și altele asemenea - nu trebuie confundate cu tranzistoarele cu un câștig de curent extrem de mare, în care o valoare foarte mare a coeficientului h 21E obţinute în timpul procesului tehnologic de fabricare a elementului. Un exemplu de astfel de element este tranzistorul de tip 2N5962, căruia i se garantează un câștig minim de curent de 450 atunci când curentul colectorului se modifică în intervalul de la 10 μA la 10 mA; acest tranzistor aparține seriei de elemente 2N5961-2N5963, care se caracterizează printr-un interval maxim de tensiune U CE de la 30 la 60 V (dacă tensiunea colectorului ar trebui să fie mai mare, atunci ar trebui să mergeți pentru o scădere a valorii β ). Industria produce perechi de tranzistoare potrivite cu o valoare a coeficientului extrem de mare β . Sunt utilizate în amplificatoare de semnal scăzut, pentru care tranzistoarele trebuie să aibă caracteristici potrivite; dedicat acestei probleme sec. 2.18. Exemple de astfel de circuite standard sunt circuite precum LM394 și MAT-01; sunt perechi de tranzistori cu un câștig mare, în care tensiunea TU FI potrivite la fracțiuni de milivolt (cele mai bune circuite oferă potrivire până la 50 μV) și coeficientul h 21E- până la 1%. Circuitul de tip MAT‑03 este o pereche potrivită p-n-p-tranzistoare.

Tranzistoare cu o valoare foarte mare a coeficientului β pot fi combinate conform schemei Darlington. În acest caz, curentul de polarizare de bază poate fi egal cu doar 50 pA (amplificatoarele operaționale precum LM111 și LM316 sunt exemple de astfel de circuite.

link de urmărire

Când se setează tensiunea de polarizare, de exemplu, într-un emițător urmăritor, rezistențele divizorului din circuitul de bază sunt alese astfel încât divizorul să acționeze ca o sursă de tensiune dură în raport cu bază, adică astfel încât rezistența rezistențelor conectate în paralela este mult mai mică decât rezistența de intrare a circuitului de la bazele laterale. În acest sens, impedanța de intrare a întregului circuit este determinată de divizorul de tensiune - pentru semnalul care intră în intrarea sa, impedanța de intrare este mult mai mică decât este cu adevărat necesar. Pe fig. 2.64 arată un exemplu corespunzător.

Orez. 2,64.

Impedanța de intrare a circuitului este de aproximativ 9 kΩ, iar rezistența divizorului de tensiune pentru semnalul de intrare este de 10 kΩ. Este de dorit ca impedanța de intrare să fie întotdeauna mare și, în orice caz, nu este înțelept să încărcați sursa de intrare a circuitului cu un divizor, care în cele din urmă este necesar doar pentru a asigura polarizarea tranzistorului. Metoda legăturii de urmărire (Fig. 2.65) vă permite să ieșiți din dificultate.

Orez. 2,65. Creșterea impedanței de intrare a emițătorului urmăritor la frecvențele semnalului datorită includerii unui divizor în circuitul de urmărire, care asigură o schimbare de bază.

Rezistoarele asigură polarizarea tranzistorului R1, R2, R3. Condensator De la 2 este ales astfel încât impedanța sa la frecvențele semnalului să fie mică în comparație cu rezistența rezistențelor de polarizare. Ca întotdeauna, polarizarea va fi stabilă dacă rezistența DC a sursei sale dată în bază (în acest caz 9,7 kΩ) este semnificativ mai mică decât rezistența DC din partea bazei (în acest caz ~ 100 kΩ). Dar aici impedanța de intrare pentru frecvențele semnalului nu este egală cu rezistența DC.

Luați în considerare calea semnalului: semnalul de intrare U in generează un semnal la emițător u e ~= tu in, deci creșterea curentului care curge prin rezistorul de polarizare R3, va fi i = (tu in – u e)/R3~= 0, adică Zîn = tu in /eu in) ~=

Am constatat că rezistența de intrare (shunt) a circuitului de polarizare este foarte mare pt frecvențele semnalului .

O altă abordare a analizei circuitelor se bazează pe faptul că scăderea tensiunii pe rezistor R3 pentru toate frecvențele semnalului sunt aceleași (deoarece tensiunea dintre bornele sale se schimbă în același mod), adică este o sursă de curent. Dar rezistența sursei de curent este infinită. De fapt, valoarea reală a rezistenței nu este infinită, deoarece câștigul urmăritorului este puțin mai mic decât 1. Acesta din urmă este cauzat de faptul că scăderea de tensiune între bază și emițător depinde de curentul colectorului, care se modifică odată cu nivelul semnalului. Același rezultat poate fi obținut dacă luăm în considerare divizorul format de rezistența de ieșire pe partea emițătorului [ r e = 25/eu K(mA) Ohm] și un rezistor emițător. Dacă se notează câștigul de tensiune al adeptei A (A~= 1), atunci valoarea efectivă a rezistenței R3 la frecvențele semnalului este egal cu R3 /(1 – A). În practică, valoarea efectivă a rezistenței R3 mai mult decât valoarea sa nominală de aproximativ 100 de ori, iar rezistența de intrare a tranzistorului de la bază domină în rezistența de intrare. Într-un amplificator inversor cu un emițător comun, se poate face o cuplare de urmărire similară, deoarece semnalul de la emițător repetă semnalul de la bază. Rețineți că circuitul divizor de tensiune de polarizare este alimentat de curent alternativ (la frecvențele semnalului) de la ieșirea emițătorului cu rezistență scăzută, astfel încât semnalul de intrare nu trebuie să se ocupe de acest lucru.

Conexiunea de urmărire în sarcina colectorului. Principiul servo-cuplarii poate fi utilizat pentru a crește rezistența efectivă a rezistenței de sarcină a colectorului dacă cascada este încărcată cu un follower. În acest caz, câștigul de tensiune al cascadei va crește semnificativ [amintim că K U = – g m R K, A g m = 1/(R3 + r e)]·

Pe fig. 2.66 prezintă un exemplu de etapă de ieșire servo push-pull, construită în mod similar cu circuitul follower push-pull discutat mai sus.

Orez. 2,66. Urmărirea conexiunii în sarcina colectorului unui amplificator de putere, care este o etapă de încărcare.

Deoarece ieșirea repetă semnalul de la baza tranzistorului T 2, condensator CU creează o conexiune ulterioară la sarcina colectorului tranzistorului T 1și menține o cădere constantă de tensiune pe rezistor R2în prezența unui semnal (impedanța condensatorului CU ar trebui să fie mic în comparație cu R1și R2 pe toată lățimea de bandă a semnalului). Din această cauză, rezistența R2 devine similar cu o sursă de curent, câștigul tranzistorului crește T 1 prin tensiune şi tensiune suficientă se menţine la baza tranzistorului T 2 chiar și la niveluri de vârf ale semnalului. Când semnalul se apropie de tensiunea de alimentare U QC potențial la punctul de conectare al rezistențelor R1și R2 devine mai mult decât U QC datorită sarcinii stocate în condensator CU. În același timp, dacă R1 = R2(o alegere bună de rezistențe), atunci potențialul în punctul de conectare a acestora va depăși U QC de 1,5 ori în momentul în care semnalul de ieșire devine egal cu U QC. Acest circuit a câștigat o mare popularitate în dezvoltarea amplificatoarelor de consum de joasă frecvență, deși o sursă simplă de curent are avantaje față de un circuit servo, deoarece elimină necesitatea unui element nedorit - condensator electrolitic- și oferă cea mai bună performanță pe frecvențe joase Oh.

Pentru a obține parametrii principali ai ST, ar trebui să setați modelul tranzistorului bipolar (BT) însuși pentru frecvențe joase din Fig. 1a.

Orez. 1. Opțiuni pentru circuitul echivalent al BT n-p-n

Există doar doi parametri primari de proiectare: câștigul de curent și rezistența de intrare a tranzistorului. După ce le-au primit, pentru un anumit circuit, folosind formule cunoscute, este posibil să se calculeze câștigul de tensiune, rezistențele de intrare și ieșire ale cascadei.

Circuitele echivalente ale tranzistoarelor compozite Darlington (STD) și Shiklai (STSH) sunt prezentate în fig. 2, formule gata făcute pentru calcularea parametrilor - în tabel. unu.

Tabelul 1 - Formule pentru calcularea parametrilor ST

Aici re este rezistența emițătorului, calculată prin formula:

Orez. 2 opțiuni de tranzistor compozit

Se știe că b depinde de curentul colectorului (graficul de dependență este indicat în fișa de date). Dacă curentul de bază VT2 (este și curentul emițător sau colector VT1) este prea mic, parametrii actuali ai ST vor fi mult mai mici decât cei calculați. Prin urmare, pentru a menține curentul inițial al colectorului VT1, este suficient să introduceți o rezistență suplimentară Rdop în circuit (Fig. 2c). De exemplu, dacă KT315 este utilizat ca VT1 în STD cu curentul minim necesar Ik.min, atunci rezistența suplimentară va fi egală cu

se poate pune un rezistor cu o valoare nominala de 680 ohmi.

Acțiunea de manevră Rdop reduce parametrii ST, prin urmare, în microcircuite și alte circuite fanteziste, este înlocuită cu o sursă de curent.

După cum se poate observa din formulele din tabel. 1, câștigul și impedanța de intrare a STD este mai mare decât cea a STSH. Cu toate acestea, acesta din urmă are avantajele sale:

1. la intrarea STSH cade tensiune mai mică decât STD (Ube versus 2Ube);
2. colectorul VT2 este conectat la un fir comun, de ex. intr-un circuit cu OE pentru racire, VT2 poate fi plantat direct pe carcasa metalica a aparatului.

Practica tranzistorului compozit

Pe fig. 3 prezintă trei opțiuni pentru construirea unei etape de ieșire (follower emitter). Atunci când selectați tranzistori, ar trebui să tindeți spre b1~b2 și b3~b4. Diferența poate fi compensată prin selectarea perechilor în funcție de egalitatea coeficienților de câștig ai ST b13~b24 (vezi Tabelul 1).

• Schema din fig. 3a are cea mai mare rezistență de intrare, dar aceasta este cea mai proastă dintre schemele de mai sus: necesită izolarea flanșelor tranzistoarelor puternice (sau radiatoarelor separate) și oferă cea mai mică variație de tensiune, deoarece ~ 2 V trebuie să se încadreze între bazele CT. , altfel se vor manifesta puternic distorsiuni de tip „pas”.
• Schema din fig. 3b a fost moștenit de pe vremea când perechile complementare de tranzistoare puternice nu erau încă produse. Singurul plus în comparație cu versiunea anterioară este o cădere de tensiune mai mică de ~1,8 V și o balansare mai mare fără distorsiuni.
• Schema din fig. 3c demonstrează clar avantajele STSH: scăderea minimă a tensiunii între bazele ST și tranzistoarele puternice pot fi instalate pe un radiator comun fără garnituri izolatoare.

Pe fig. 4 prezintă doi stabilizatori parametrici. Tensiune de ieșire pentru opțiunea cu STD este egal cu:

Întrucât Ube merge în funcție de temperatură și curentul colectorului, atunci circuitul cu STD va avea o împrăștiere mai mare în tensiunea de ieșire și, prin urmare, opțiunea cu STSH este de preferat.

Orez. 3. Opțiuni pentru adepții emițătorului de ieșire pe ST

Orez. 4. Aplicarea CT ca regulator într-un stabilizator liniar

Orice combinație adecvată de tranzistori poate fi utilizată în circuite liniare. Autorul a dat peste aparate de uz casnic sovietice în care STSH a fost folosit pe perechile KT315 + KT814 și KT3107 + KT815 (deși /KT361 și KT3102 / KT3107 sunt acceptate). Ca pereche complementară, puteți lua C945 și A733, adesea găsite în vechile surse de alimentare ale computerelor.

Discutați articolul TEORIA ȘI PRACTICA UNUI TRANZISTOR COMPOSIT

Amplificatorul este numit astfel, nu pentru că autorul său este DARLINGTON, ci pentru că treapta de ieșire a amplificatorului de putere este construită pe tranzistoare Darlington (compozite).

Pentru trimitere : Două tranzistoare cu aceeași structură sunt conectate într-un mod special pentru câștig mare. O astfel de conexiune a tranzistorilor formează un tranzistor compozit sau un tranzistor Darlington - numit după inventatorul acestui design de circuit. Un astfel de tranzistor este utilizat în circuitele care funcționează cu curenți mari (de exemplu, în circuitele stabilizatoare de tensiune, treptele de ieșire ale amplificatoarelor de putere) și în etapele de intrare ale amplificatoarelor, dacă este necesar să se asigure o impedanță de intrare mare. Un tranzistor compus are trei terminale (bază, emițător și colector) care sunt echivalente cu cele ale unui singur tranzistor convențional. Câștigul de curent al unui tranzistor compozit tipic este ≈1000 pentru tranzistoarele de mare putere și ≈50000 pentru tranzistoarele de putere mică.

Avantajele tranzistorului Darlington

Câștig mare de curent.

Circuitul Darlington este realizat sub formă de circuite integrate și, la același curent, suprafața de lucru a siliciului este mai mică decât cea a tranzistoarelor bipolare. Aceste circuite sunt de mare interes la tensiuni înalte.

Dezavantajele unui tranzistor compozit

Performanță scăzută, în special trecerea de la deschis la închis. Din acest motiv, tranzistoarele compozite sunt utilizate în principal în circuitele de comutare și amplificare de joasă frecvență; la frecvențe înalte, parametrii lor sunt mai răi decât cei ai unui singur tranzistor.

Căderea de tensiune directă pe joncțiunea bază-emițător din circuitul Darlington este aproape de două ori mai mare decât într-un tranzistor convențional și este de aproximativ 1,2 - 1,4 V pentru tranzistoarele cu siliciu.

O tensiune mare de saturație colector-emițător, pentru un tranzistor cu siliciu, este de aproximativ 0,9 V pentru tranzistoarele de putere mică și aproximativ 2 V pentru tranzistoarele de mare putere.

Schema schematică a ULF

Amplificatorul poate fi numit cea mai ieftină opțiune pentru auto-construirea unui amplificator subwoofer. Cel mai valoros lucru din circuit sunt tranzistoarele de ieșire, al căror preț nu depășește 1 USD. În teorie, un astfel de amplificator poate fi asamblat pentru 3-5 USD fără sursă de alimentare. Să facem o mică comparație, care dintre microcircuite poate furniza 100-200 de wați de putere într-o sarcină de 4 ohmi? Imediat în mintea celebrilor. Dar dacă comparați prețurile, atunci schema Darlington este și mai ieftină și mai puternică decât TDA7294!

Cipul în sine, fără componente, costă cel puțin 3 USD, iar prețul componentelor active ale circuitului Darlington nu este mai mare de 2-2,5 USD! Mai mult, circuitul Darlington este cu 50-70 de wați mai puternic decât TDA7294!

Cu o sarcină de 4 ohmi, amplificatorul oferă 150 de wați, aceasta este cea mai ieftină și bună opțiune pentru un amplificator subwoofer. Circuitul amplificator folosește ieftin diode redresoare care poate fi obţinută de la oricare dispozitiv electronic.

Amplificatorul poate oferi o astfel de putere datorită faptului că la ieșire se folosesc tranzistori compusi, dar, dacă se dorește, pot fi înlocuiți cu cei convenționali. Este convenabil să folosiți o pereche complementară de KT827 / 25, dar, desigur, puterea amplificatorului va scădea la 50-70 wați. În stadiul diferențial, puteți utiliza domestic-KT361 sau KT3107.

Un analog complet al tranzistorului TIP41 este KT819A.Acest tranzistor este folosit pentru a amplifica semnalul de la treptele diferențiale și pentru a construi ieșirile.Rezistoarele emițătorului pot fi utilizate cu o putere de 2-5 wați, acestea sunt pentru a proteja treapta de ieșire. . Citiți mai multe despre caracteristicile tehnice ale tranzistorului TIP41C. Fișă tehnică pentru TIP41 și TIP42.

material de joncțiune p-n: Si

Structura tranzistorului: NPN

Limitarea puterii constante a colectorului (Pc) a tranzistorului: 65 W

limitare presiune constantă Baza colector (Ucb): 140 V

Colector-emițător de tensiune constantă de limitare (Uce) al tranzistorului: 100 V

Emițător-bază de tensiune limită constantă (Ueb): 5 V

Final DC. colector tranzistor (Ic max): 6 A

Limitare temperatura p-n tranziție (Tj): 150 C

Frecvența de tăiere a raportului de transfer de curent (Ft) al tranzistorului: 3 MHz

- Capacitatea joncțiunii colectorului (Cc): pF

Coeficient de transfer de curent static într-un circuit cu un emițător comun (Hfe), min: 20

Un astfel de amplificator poate fi folosit atât ca subwoofer, cât și pentru acustica în bandă largă. Caracteristicile amplificatorului sunt, de asemenea, destul de bune. Cu o sarcină de 4 ohmi, puterea de ieșire a amplificatorului este de aproximativ 150 de wați, cu o sarcină de 8 ohmi, puterea este de 100 de wați, puterea maximă a amplificatorului poate ajunge până la 200 de wați cu o sursă de alimentare de +/ -50 volți.