Буквально відразу після появи напівпровідникових приладів, скажімо, транзисторів вони стрімко почали витісняти електровакуумні прилади і, зокрема, тріоди. Нині транзистори займають провідне становище у схемотехніці.

Початківцю, а часом і досвідченому радіоаматору-конструктору, не відразу вдається знайти потрібне схемотехнічне рішення або розібратися у призначенні тих чи інших елементів у схемі. Маючи ж під рукою набір "цеглинок" з відомими властивостями набагато легше будувати "будівлю" того чи іншого пристрою.

Не зупиняючись докладно на параметрах транзистора (про це досить написано в сучасній літературі, наприклад, в), розглянемо лише окремі властивості та способи їхнього покращення.

Одна з перших проблем, що постають перед розробником, - збільшення потужності транзистора. Її можна вирішити паралельним вмиканням транзисторів (). Токовирівнюючі резистори в ланцюгах емітерів сприяють рівномірному розподілу навантаження.

Виявляється, паралельне включення транзисторів корисне як збільшення потужності при посиленні великих сигналів, а й зменшення шуму при посиленні слабких. Рівень шумів зменшується пропорційно до кореня квадратного з кількості паралельно включених транзисторів.

Захист від перевантаження струмом найбільш просто вирішується введенням додаткового транзистора (). Недолік такого самозахисного транзистора - зниження ККД через наявність датчика струму R. Можливий варіант удосконалення показаний на . Завдяки введенню германієвого діода або діода Шоттки можна в кілька разів зменшити номінал резистора R, а значить, і потужність, що розсіюється на ньому.

Для захисту від зворотної напруги паралельно висновкам емітер-колектор зазвичай включають діод, як, наприклад, складових транзисторах типу КТ825, КТ827.

При роботі транзистора в ключовому режимі, коли потрібне швидке його перемикання з відкритого стану в закрите і назад, іноді застосовують RC-ланцюжок, що форсує (). У момент відкриття транзистора заряд конденсатора збільшує його базовий струм, що сприяє скороченню часу включення. Напруга на конденсаторі досягає падіння напруги на базовому резистори, викликаного струмом бази. У момент закриття транзистора конденсатор, розряджуючись, сприяє розсмоктування неосновних носіїв у основі, скорочуючи час вимкнення.

Підвищити крутість транзистора (ставлення зміни струму колектора (стоку) до зміни напруги на базі (затворі) при постійному Uке Uсі), що викликало його зміни, можна за допомогою схеми Дарлінгтона (). Резистор в ланцюзі бази другого транзистора (може бути відсутнім) застосовують для завдання струму колектора першого транзистора. Аналогічний складовий транзистор з високим вхідним опором (завдяки застосуванню польового транзистора) представлений на . Складові транзистори представлені на рис. і зібрані на транзисторах різної провідності за схемою Шиклаї.

Введення в схеми Дарлінгтона і Шікла додаткових транзисторів, як показано на рис. і збільшує вхідний опір другого каскаду по змінному струму і відповідно коефіцієнт передачі. Застосування аналогічного рішення у транзисторах рис. і дає відповідно схеми і, лінеаризуючи крутість транзистора.

Широкополосний транзистор з високою швидкодією представлений на . Підвищення швидкодії досягнуто результаті зменшення ефекту Міллера аналогічно і .

"Алмазний" транзистор за патентом ФРН представлений на . Можливі варіанти його увімкнення зображені на . Характерна риса цього транзистора - відсутність інверсії на колекторі. Звідси і збільшення вдвічі здатності навантаження схеми .

Потужний складовий транзистор з напругою насичення близько 1,5 зображений на рис.24. Потужність транзистора може бути значно збільшена шляхом заміни транзистора VT3 на складовий транзистор ().

Аналогічні міркування можна навести і для транзистора p-n-pтипу, а також польового транзистора з каналом p-типу. При використанні транзистора як регулюючий елемент або в ключовому режимі можливі два варіанти включення навантаження: ланцюг колектора () або ланцюг емітера ().

Як видно з наведених формул, найменше падіння напруги, а відповідно і мінімальна розсіювана потужність - на простому транзисторііз навантаженням у ланцюги колектора. Застосування складеного транзистора Дарлінгтона та Шиклаї з навантаженням у ланцюги колектора рівнозначне. Транзистор Дарлінгтон може мати перевагу, якщо колектори транзисторів не об'єднувати. При включенні навантаження в ланцюг емітера перевага транзистора Шиклаї очевидна.

Література:

1. Степаненко І. Основи теорії транзисторів та транзисторних схем. - М: Енергія, 1977.
2. Патент США №4633100: Публ. 20-133-83.
3. А.с. 810093.
4. Патент США 4730124: Публ.22-133-88. - С.47.

1. Збільшення потужності транзистора.

Резистори в ланцюгах емітерів необхідні рівномірного розподілу навантаження; рівень шумів зменшується пропорційно квадратному кореню із кількості паралельно включених транзисторів.

2. Захист від перевантаження струмом.

Недолік-зниження ККД через наявність датчика струму R.

Інший варіант - завдяки введенню германієвого діода або діода Шоттки можна в кілька разів зменшити номінал резистора R, і на ньому розсіюватиметься менша потужність.

3. Складовий транзистор із високим вихідним опором.

Через каскодне включення транзисторів значно зменшений ефект Міллера.

Інша схема - рахунок повної розв'язки другого транзистора від входу і живлення стоку першого транзистора напругою, пропорційним вхідному, складовий транзистор має ще вищі динамічні характеристики (єдина умова - другий транзистор повинен мати більше висока напругавідсічення). Вхідний транзистор можна замінити біполярним.

4. Захист транзистора від глибокого насичення.

Запобігання прямому зміщенню переходу база-колектор за допомогою діода Шоттки.

Більш складний варіант – схема Бейкера. При досягненні напругою на колекторі транзистора напруги бази "зайвий" базовий струм скидається через колекторний перехід, запобігаючи насиченню.

5. Схема обмеження насичення щодо низьковольтних ключів.

З датчиком струму основи.

З датчиком струму колектора.

6. Зменшення часу увімкнення/вимкнення транзистора шляхом застосування форсуючого RC ланцюжка.

7. Складовий транзистор.

Схема дарлінгтону.

Схема Шіклаї.

При проектуванні схем радіоелектронних пристроїв часто бажано мати транзистори з параметрами краще за ті моделі, які пропонують фірми виробники радіоелектронних компонентів (або краще, ніж дозволяє реалізувати доступна технологія виготовлення транзисторів). Ця ситуація найчастіше зустрічається під час проектування інтегральних мікросхем. Нам зазвичай потрібні більший коефіцієнт посилення струму h 21 , більше значення вхідного опору h 11 або менше значення вихідної провідності h 22 .

Поліпшити параметри транзисторів дозволяють різні схеми складених транзисторів. Існує багато можливостей реалізувати складовий транзистор з польових або біполярних транзисторів різної провідності, покращуючи його параметри. Найбільшого поширення набула схема Дарлінгтона. У найпростішому випадку це поєднання двох транзисторів однакової полярності. Приклад схеми Дарлінгтона на npn транзисторах наведено малюнку 1.

Рисунок 1 Схема Дарлінгтона на npn транзисторах

Наведена схема еквівалентна одиночному npn транзистору. У цій схемі струм емітера транзистора VT1 є струмом основи транзистора VT2. Струм колектора складеного транзистора визначається в основному струмом транзистора VT2. Основною перевагою схеми Дарлінгтона є високе значення коефіцієнта посилення струму h 21 , яке можна приблизно визначити як твір h 21 транзисторів, що входять до схеми:

(1)

Однак слід мати на увазі, що коефіцієнт h 21 досить сильно залежить від струму колектора. Тому, при малих значеннях струму колектора транзистора VT1, його значення може значно зменшитися. Приклад залежності h 21 від струму колектора для різних транзисторів наведено малюнку 2

Рисунок 2 Залежність коефіцієнта посилення транзисторів від струму колектора

Як видно з цих графіків, коефіцієнт h 21е практично не змінюється лише у двох транзисторів: вітчизняний КТ361В та іноземний BC846A. В інших транзисторів коефіцієнт посилення струму значно залежить від струму колектора.

У разі коли базовий струм транзистора VT2 виходить досить малий, струм колектора транзистора VT1 може виявитися недостатнім для забезпечення необхідного значення коефіцієнта посилення струму h 21 . У цьому випадку збільшення коефіцієнта h 21 і, відповідно, зменшення струму бази складового транзистора можна досягти збільшенням струму колектора транзистора VT1. Для цього між базою та емітером транзистора VT2 включають додатковий резистор, як показано на малюнку 3.

Рисунок 3 Складовий транзистор Дарлінгтона з додатковим резистором у ланцюгу емітера першого транзистора

Наприклад, визначимо елементи для схеми Дарлінгтона, зібраної на транзисторах BC846A Нехай струм транзистора VT2 дорівнюватиме 1 мА. Тоді його струм бази дорівнюватиме:

(2)

При такому струмі коефіцієнт посилення струму h 21 різко падає і загальний коефіцієнт посилення струму може виявитися значно менше розрахункового. Збільшивши струм колектора транзистора VT1 за допомогою резистора можна значно виграти у значенні загального коефіцієнта посилення h 21 . Оскільки напруга з урахуванням транзистора є константою (для кремнієвого транзистора uбе = 0,7 В), то розрахуємо за законом Ома:

(3)

У цьому випадку ми маємо право очікувати коефіцієнт посилення по струму до 40000. Саме таким чином виконані багато вітчизняних та іноземних супербетта транзистори, такі як КТ972, КТ973 або КТ825, TIP41C, TIP42C. Схема Дарлінгтон широко використовується у вихідних каскадах підсилювачів низької частоти (), операційних підсилювачів і навіть цифрових , наприклад, .

Слід зазначити, що схема Дарлінгтона має такий недолік, як підвищена напруга Uке. Якщо у звичайних транзисторах Uке становить 0,2 В, то в складовому транзистори ця напруга зростає до 0,9 В. Це пов'язано з необхідністю відкривати транзистор VT1, а для цього на його базу слід подати напругу 0,7 (якщо ми розглядаємо кремнієві транзистори).

Для того, щоб усунути зазначений недолік, була розроблена схема складового транзистора на комплементарних транзисторах. У російському Інтернеті вона дістала назву схеми Шіклаї. Ця назва прийшла з книги Тітце та Шенка, хоча ця схема раніше мала іншу назву. Наприклад, у радянській літературі вона називалася парадоксною парою. У книзі В.Е.Хелейн і В.Х.Холмс складовий транзистор на комплементарних транзисторах називається схемою Уайта, тому її називатимемо просто складеним транзистором. Схема складеного pnp транзистора на комплементарних транзисторах наведено малюнку 4.

Рисунок 4 Складовий pnp транзистор на комплементарних транзисторах

Так само утворюється npn транзистор. Схема складеного npn транзистора на комплементарних транзисторах наведено малюнку 5.

Рисунок 5 Складовий npn транзистор на комплементарних транзисторах

У списку літератури першому місці наведена книга 1974 року видання, але є КНИГИ та інші видання. Є основи, які не старіють тривалий час і безліч авторів, які просто повторюють ці основи. Розповісти зрозуміло треба вміти! За весь час професійної діяльності я зустрів менш ніж десять КНИГ. Я завжди рекомендую вивчати аналогову схемотехніку цієї книги.

Дата останнього оновленняфайлу 18.06.2018

Література:

Разом із статтею "Складовий транзистор (схема Дарлінгтона)" читають:

http://сайт/Sxemoteh/ShVklTrz/kaskod/

http://сайт/Sxemoteh/ShVklTrz/OE/

Якщо з'єднати транзистори, як показано на рис. 2.60, то отримана схема буде працювати як один транзистор, причому його коефіцієнт β дорівнюватиме добутку коефіцієнтів β складових транзисторів.

Рис. 2.60. Складовий транзистор Дарлінгтона .

Цей прийом корисний для схем, що працюють з великими струмами (наприклад, для стабілізаторів напруги або каскадів вихідних підсилювачів потужності) або для вхідних каскадів підсилювачів, якщо необхідно забезпечити великий вхідний імпеданс.

У транзисторі Дарлінгтона падіння напруги між базою і емітером вдвічі більше звичайного, а напруга насичення дорівнює принаймні падінню напруги на діоді (бо потенціал емітера транзистора Т 1має перевищувати потенціал емітера транзистора Т 2на величину падіння напруги на діоді). Крім того, з'єднані таким чином транзистори поводяться як один транзистор з досить малою швидкодією, оскільки транзистор Т 1не може швидко вимкнути транзистор Т 2. З урахуванням цієї властивості зазвичай між базою та емітером транзистора Т 2включають резистор (рис. 2.61).

Рис. 2.61. Підвищення швидкості вимикання у складовому транзисторі Дарлінгтона.

Резистор Rзапобігає зміщенню транзистора Т 2в область провідності за рахунок струмів витоку транзисторів Т 1і Т 2. Опір резистора вибирають так, щоб струми витоку (вимірювані в наноамперах для малосигнальних транзисторів і в сотнях мікроампер для потужних транзисторів) створювали на ньому падіння напруги, що не перевищує падіння напруги на діоді, і разом з тим щоб через нього протікав струм, малий у порівнянні з базовим струмом транзистора Т 2. Зазвичай опір Rстановить кілька сотень у потужному транзисторі Дарлінгтона і кілька тисяч у малосигнальному транзисторі Дарлінгтона.

Промисловість випускає транзистори Дарлінгтона як закінчених модулів, які включають, зазвичай, і емітерний резистора. Прикладом такої стандартної схеми є потужний n‑р‑n‑транзистор Дарлінгтона типу 2N6282, його коефіцієнт посилення струму дорівнює 4000 (типове значення) для колекторного струму, що дорівнює 10 А.

З'єднання транзисторів за схемою Шиклаї (Sziklai). З'єднання транзисторів за схемою Шиклаї є схемою, подібною до тієї, яку ми щойно розглянули. Вона також забезпечує збільшення коефіцієнта β . Іноді таку сполуку називають комплементарним транзистором Дарлінгтона (рис. 2.62).

Рис. 2.62 . З'єднання транзисторів за схемою Шиклаї(«доповнює транзистор Дарлінгтона»).

Схема поводиться як транзистор n‑р‑n‑типу, що має великий коефіцієнт β . У схемі діє одна напруга між базою і емітером, а напруга насичення, як і в попередній схемі, дорівнює принаймні падіння напруги на діоді. Між базою та емітером транзистора Т 2рекомендується включати резистор із невеликим опором. Розробники застосовують цю схему у потужних двотактних вихідних каскадах, коли хочуть використовувати вихідні транзистори лише однієї полярності. Приклад такої схеми показано на рис. 2.63.

Рис. 2.63. Потужний двотактний каскад, в якому використані вихідні транзистори n‑р‑n‑типу.

Як і раніше, резистор є колекторним резистором транзистора. Τ 1. Транзистор Дарлінгтона, утворений транзисторами Т 2і Т 3 , поводиться як один транзистор n‑р‑n‑типу, з великим коефіцієнтом посилення струму. Транзистори Т 4і Т 5, з'єднані за схемою Шиклаї, поводяться як потужний транзистор p‑n‑p‑типу з великим коефіцієнтом посилення. Як і раніше, резистори R 3і R 4мають невеликий опір. Цю схему іноді називають двотактним повторювачем з квазідодатковою симетрією. У цьому каскаді з додатковою симетрією (комплементарним) транзистори Т 4і Т 5були б з'єднані за схемою Дарлінгтон.

Транзистор з надвеликим значенням коефіцієнта посилення струму.Складові транзистори - транзистор Дарлінгтона і йому подібні - не слід плутати з транзисторами з надвеликим значенням коефіцієнта посилення струму, в яких дуже велике значеннякоефіцієнта h 21Еотримують під час технологічного процесу виготовлення елемента. Прикладом такого елемента служить транзистор типу 2N5962, для якого гарантується мінімальний коефіцієнт посилення струму, що дорівнює 450, при зміні колекторного струму в діапазоні від 10 мкА до 10 мА; цей транзистор належить до серії елементів 2N5961-2N5963, яка характеризується діапазоном максимальної напруги U КЕвід 30 до 60 В (якщо колекторна напруга має бути більшою, то слід піти на зменшення значення β ). Промисловість випускає узгоджені пари транзисторів із надвеликим значенням коефіцієнта β . Їх використовують у підсилювачах з низьким рівнем сигналу, для яких транзистори повинні мати узгоджені характеристики; цьому питанню присвячено розд. 2.18. Прикладами подібних стандартних схем є схеми типу LM394 і МАТ-01; вони є транзисторними парами з великим коефіцієнтом посилення, в яких напруга U БЕузгоджено до часток мілівольта (в найкращих схемах забезпечується узгодження до 50 мкВ), а коефіцієнт h 21Е- До 1%. Схема типу МАТ-03 є узгодженою парою p‑n‑p‑транзисторів.

Транзистори з надвеликим значенням коефіцієнта β можна поєднувати за схемою Дарлінгтона. При цьому базовий струм зсуву можна зробити рівним лише 50 пкА (прикладами таких схем служать операційні підсилювачі типу LM111 і LM316).

Слідкуючий зв'язок

При заданні напруги зміщення, наприклад в емітерному повторювачі, резистори дільника в ланцюгу бази вибирають так, щоб дільник по відношенню до бази виступав як жорстке джерело напруги, тобто щоб опір паралельно включених резисторів було значно менше, ніж вхідний опір схеми з боку основи. У зв'язку з цим вхідний опір усієї схеми визначається дільником напруги – для сигналу, що надходить на її вхід, вхідний опір виявляється набагато меншим, ніж це дійсно необхідно. На рис. 2.64 показаний відповідний приклад.

Рис. 2.64.

Повний вхідний опір схеми дорівнює приблизно 9 кОм, а опір дільника напруги для вхідного сигналу дорівнює 10 кОм. Бажано, щоб вхідний опір завжди було великим, і вже принаймні нерозумно навантажувати джерело вхідного сигналу схеми дільником, який в кінцевому рахунку потрібен тільки для того, щоб забезпечити зміщення транзистора. Вийти із утруднення дозволяє метод стежить зв'язку (рис. 2.65).

Рис. 2.65. Підвищення вхідного импеданса емітерного повторювача на частотах сигналу з допомогою включення в ланцюг стежить зв'язку дільника, що забезпечує зміщення бази.

Зсув транзистора забезпечують резистори R 1 , R 2 , R 3. Конденсатор З 2вибирають таким, щоб його опір на частотах сигналу було мало в порівнянні з опором резисторів зміщення. Як завжди, зсув буде стабільним, якщо опір його джерела по постійному струму, наведений у базі (в даному випадку 9,7 кОм), значно менше опору по постійному струму з боку бази (в даному випадку ~ 100 кОм). Але тут вхідний опір для частот сигналу не дорівнює опору постійного струму.

Розглянемо шлях проходження сигналу: вхідний сигнал U вхпороджує сигнал на емітері u Е ~= u вхтому збільшення струму, що протікає через резистор зміщення R 3, складе i = (u вх – u Е)/R 3~= 0, тобто. Zвх = u вх /i вх) ~=

Ми отримали, що вхідний (шунтуючий) опір схеми зміщення дуже великий частот сигналу .

Інший підхід до аналізу схеми заснований на тому, що падіння напруги на резисторі R 3всім частот сигналу однаково (оскільки напруга між його висновками змінюється однаково), т. е. він є джерелом струму. Але опір джерела струму нескінченний. Насправді фактичне значення опору не нескінченно, оскільки коефіцієнт посилення повторювача трохи менше 1. Останнє викликається тим, що падіння напруги між базою та емітером залежить від колекторного струму, що змінюється при зміні рівня сигналу. Той самий результат можна отримати, якщо розглянути дільник, утворений вихідним опором з боку емітера [ r Е = 25/I До(мА) Ом] та емітерним резистором. Якщо коефіцієнт посилення повторювача по напрузі позначити А (А~= 1), то чинне значення опору R 3на частотах сигналу одно R 3 /(1 – А). На практиці чинне значення опору R 3більше його номіналу приблизно в 100 разів, і у вхідному опорі переважає вхідний опір транзистора з боку основи. В інвертуючому підсилювачі із загальним емітером може бути виконана аналогічна стежить зв'язок, так як сигнал на емітері повторює сигнал на базі. Зверніть увагу, що схема дільника напруги зміщення запитується по змінному струму (на частотах сигналу) з низькоомного емітерного виходу, тому вхідний сигнал не доводиться цим займатися.

Слідкуючий зв'язок у колекторному навантаженні.Принцип стежить можна використовувати збільшення діючого(ефективного) опору колекторного навантажувального резистора, якщо каскад навантажений на повторювач. При цьому суттєво збільшиться коефіцієнт посилення каскаду за напругою [нагадаємо, що K U = – g m R K, а g m = 1/(R 3 + r Е)]·

На рис. 2.66 показаний приклад двотактного вихідного каскаду зі слідкуючим зв'язком, побудованим подібно до розглянутої вище схеми двотактного повторювача.

Рис. 2.66. Слідкуючий зв'язок у колекторному навантаженні підсилювача потужності, що є навантажуючим каскадом.

Оскільки вихід повторює сигнал з урахуванням транзистора Т 2, конденсатор Зстворює слідкуючий зв'язок у колекторне навантаження транзистора Т 1та підтримує постійне падіння напруги на резисторі R 2за наявності сигналу (імпеданс конденсатора Зповинен бути малим у порівнянні з R 1і R 2у всій смузі частот сигналу). Завдяки цьому резистор R 2стає подібним до джерела струму, збільшується коефіцієнт посилення транзистора Т 1за напругою та підтримується достатня напруга на базі транзистора Т 2навіть за пікових значеннях сигналу. Коли сигнал стає близьким до напруги живлення U ККпотенціал у точці з'єднання резисторів R 1і R 2стає більше, ніж U ККзавдяки заряду, накопиченому конденсатором З. При цьому якщо R 1 = R 2(Непоганий варіант вибору резисторів), то потенціал у точці їх з'єднання перевищить U ККв 1,5 рази в той момент, коли вихідний сигнал стане рівним U КК. Ця схема завоювала велику популярність при розробці побутових підсилювачів низької частоти, хоча простий джерело струму має переваги перед схемою зі слідчим зв'язком, тому що відпадає необхідність використання небажаного елемента – електролітичного конденсатора‑ і забезпечуються найкращі характеристикина низьких частотах.

Для отримання основних параметрів СТ слід задати модель самого біполярного транзистора (БТ) для низьких частот на рис. 1а.

Рис. 1. Варіанти схеми заміщення БТ n-p-n

Первинних розрахункових параметри всього два: коефіцієнт посилення струму і вхідний опір транзистора. Отримавши їх, для конкретної схеми за відомими формулами можна розрахувати коефіцієнт посилення напруги, вхідний і вихідний опору каскаду.

Схеми заміщення складових транзисторів Дарлінгтона (СТД) та Шиклаї (СТШ) наведено на рис. 2, готові формули для розрахунку параметрів - табл. 1.

Таблиця 1 - Формули для розрахунку параметрів СТ

Тут rе - опір емітера, що обчислюється за формулою:

Рис. 2 Варіанти складених транзисторів

Відомо, що b залежить від струму колектора (графік залежності вказується в дататі). Якщо струм бази VT2 (він же - емітерний або колекторний струм VT1) виявиться занадто малим, реальні параметри СТ виявляться набагато нижчими від розрахункових. Тому для підтримки початкового колекторного струму VT1 достатньо встромити до схеми додатковий резистор Rдоп (рис. 2в). Наприклад, якщо в СТД як VT1 використаний КТ315 з мінімальним необхідним струмом Ik.min, то додатковий опір буде дорівнює

можна поставити резистор номіналом 680 Ом.

Шунтируюча дія Rдоп знижує параметри СТ, тому в мікросхемах та інших наворочених схемах його замінюють джерелом струму.

Як видно з формул у табл. 1, посилення та вхідний опір СТД більше, ніж у СТШ. Проте останній має свої переваги:

1. на вході СТШ падає менша напруга, Чим у СТД (Uбе проти 2Uбе);
2. колектор VT2 з'єднаний із загальним дротом, тобто. У схемі з ОЕ для охолодження VT2 можна посадити прямо на металевий корпус пристрою.

Практика роботи складеного транзистора

На рис. 3 показані три варіанти побудови вихідного каскаду (емітерний повторювач). При підборі транзисторів треба прагнути до b1~b2 та b3~b4 . Відмінність можна компенсувати рахунок підбору пар рівності коефіцієнтів посилення СТ b13~b24 (див. табл. 1).

• Схема на мал. 3а має найбільший вхідний опір, але це найгірша з наведених схем: вимагає ізоляцію фланців потужних транзисторів (або роздільні радіатори) і забезпечує найменший розмах напруги, оскільки між базами СТ має падати ~2 В, інакше сильно виявляться спотворення типу «сходинка».
• Схема на мал. 3б дісталася у спадок з тих часів, коли ще не випускалися комплементарні пари сильних транзисторів. Єдиний плюс у порівнянні з попереднім варіантом - менше падіння напруги ~1,8 В і більше розмах без спотворень.
• Схема на мал. 3в наочно демонструє переваги СТШ: між базами СТ падає мінімум напруги, а потужні транзистори можна посадити на загальний радіатор без ізоляційних прокладок.

На рис. 4 показано два параметричні стабілізатори. Вихідна напругадля випадку з СТД одно:

Оскільки Uбе гуляє в залежності від температури і колекторного струму, то у схеми зі СТД розкид вихідної напруги буде більшим, а тому варіант зі СТШ кращим.

Рис. 3. Варіанти вихідних емітерних повторювачів на СТ

Рис. 4. Застосування СТ як регулятора в лінійному стабілізаторі

У лінійних ланцюгах можна використовувати будь-які відповідні комбінації транзисторів. Автору зустрічалася побутова радянська техніка, в якій використовувалися СТШ на парах КТ315+КТ814 та КТ3107+КТ815 (хоча прийнято /КТ361 та КТ3102/КТ3107). Як комплементарну пару можна взяти C945 і A733, які часто зустрічаються в старих комп'ютерних БП.

Обговорити статтю ТЕОРІЯ ТА ПРАКТИКА СКЛАДНОГО ТРАНЗИСТОРА

Підсилювач, називається саме так, не через те, що його автор ДАРЛІНГТОН, а тому, що вихідний каскад підсилювача потужності побудований на дарлінгтонівських (складених) транзисторах.

Для довідки : два транзистори однакової структури з'єднані спеціальним чином високого посилення. Таке з'єднання транзисторів утворює складовий транзистор, або транзистор Дарлінгтона - на ім'я винахідника цього схемного рішення. Такий транзистор використовується у схемах працюючих з великими струмами (наприклад, схемах стабілізаторів напруги, вихідних каскадів підсилювачів потужності) і у вхідних каскадах підсилювачів, якщо необхідно забезпечити великий вхідний імпеданс. Складовий транзистор має три висновки (база, емітер та колектор), які еквівалентні висновкам звичайного одиночного транзистора. Коефіцієнт посилення струму типового складеного транзистора, у потужних транзисторів ≈1000 і у малопотужних транзисторів ≈50000.

Переваги транзистора Дарлінгтона

Високий коефіцієнт посилення струму.

Cхема Дарлінгтона виготовляється у вигляді інтегральних схем і при однаковому струмі робоча поверхня кремнію менша, ніж у біполярних транзисторів. Дані схеми становлять великий інтерес при високих напругах.

Недоліки складеного транзистора

Низька швидкодія, особливо переходу з відкритого стану до закритого. Тому складові транзистори використовуються переважно в низькочастотних ключових і підсилювальних схемах, на високих частотах їх параметри гірші, ніж у одиночного транзистори.

Пряме падіння напруги на переході база-емітер у схемі Дарлінгтона майже вдвічі більше ніж у звичайному транзисторі, і становить для кремнієвих транзисторів близько 1,2 - 1,4 Ст.

Велика напруга насичення колектор-емітер, для кремнієвого транзистора близько 0,9 для малопотужних транзисторів і близько 2 для транзисторів великої потужності.

Принципова схема УНЧ

Підсилювач можна назвати найдешевшим варіантом самостійної побудови сабвуферного підсилювача. Найцінніше у схемі – вихідні транзистори, ціна яких не перевищує 1$. За ідеєю, такий підсилювач можна зібрати за 3-5$ без блоку живлення. Давайте зробимо невелике порівняння, який із мікросхем може дати потужність 100-200 ватів на навантаження 4 Ом? Відразу в думках знамениті. Але якщо порівняти ціни, то дарлінгтонівська схема і дешевша і потужніша TDA7294!

Сама мікросхема без комплектуючих компонентів коштує 3$ як мінімум, а ціна активних компонентів дарлінгтонівської схеми не більше 2-2,5$! При тому, що дарлінгтонівська схема на 50-70 ват потужніша за TDA7294!

При навантаженні 4 Ом підсилювач віддає 150 ват, це найдешевший і непоганий варіант сабвуферного підсилювача. У схемі підсилювача використані недорогі випрямні діоди, які можна дістати в будь-якому електронний пристрій.

Підсилювач може забезпечувати таку потужність за рахунок того, що на виході використано саме складові транзистори, але за бажання вони можуть бути замінені на звичайні. Зручно використовувати комплементарну пару КТ827/25, але потужність підсилювача спаде до 50-70 ват. У диференціальному каскаді можна використовувати вітчизняні КТ361 або КТ3107.

Повний аналог транзистора TIP41 наш КТ819А, Цей транзистор служить для посилення сигналу з диффкаскадів та розгойдування вихідників Емітерні резистори можна використовувати з потужністю 2-5 ватів, вони для захисту вихідного каскаду. Докладніше про технічні характеристики транзистора TIP41C. Даташит для TIP41 та TIP42.

Матеріал p-n-переходу: Si

Структура транзистора: NPN

Гранична постійна потужність колектора (Pc) транзистора: 65 W

Граничне постійна напругаколектор-база (Ucb): 140 V

Гранична постійна напруга колектор-емітер (Uce) транзистора: 100 V

Гранична постійна напруга емітер-база (Ueb): 5 V

Граничний постійний струмколектора транзистора (Ic max): 6 A

Гранична температура p-nпереходу (Tj): 150 C

Гранична частота коефіцієнта передачі струму (Ft) транзистора: 3 МГц

- Ємність колекторного переходу (Cc): pF

Статичний коефіцієнт передачі струму у схемі із загальним емітером (Hfe), min: 20

Такий підсилювач може бути використаний як сабвуферного, так і для широкосмугової акустики. Характеристики підсилювача також непогані. При навантаженні в 4 Ом вихідна потужність підсилювача близько 150 ват, при навантаженні в 8 Ом потужність 100 ват, максимальна потужність підсилювача може сягати 200 ват з живленням +/-50 вольт.