Составной транзистор

Составной транзистор был создан инженером «Bell Laboratories» Сидни Дарлингтоном (Sidney Darlington)в 1953 году.

Дарлингтон, работая инженером-электриком, экспериментировал с коллекторными двигателями постоянного тока и схемами для их управления. В схемах использовались усилители тока. В процессе он изобрёл и запатентовал транзистор, состоящий из двух биполярных и выполненный на одном кристалле кремния, с диффундированными N- и P-переходами. Новый полупроводниковый прибор получил название «транзистор Дарлингтона» (пара Дарлингтона, схема Дарлингтона).
У нас принято транзистор Дарлингтона называть просто составным транзистором.

Схема Дарлингтона является каскадным соединением двух (редко — трёх или более) биполярных транзисторов, включённых таким образом, что нагрузкой эмиттерной цепи предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора последующего каскада (то есть эмиттер предыдущего транзистора соединяется с базой последующего), при этом коллекторы транзисторов соединены вместе. В этой схеме ток эмиттера предыдущего транзистора является базовым током последующего транзистора.

Пара Дарлингтона, составленная из транзисторов N-P-N типа:

Пара Дарлингтона с резистором, который используется в качестве нагрузки транзистора VT1:

Выводы составного транзистора такие же, как у обычного биполярного: База (Base), Эмиттер (Emitter) и Коллектор (Collector).
На принципиальных схемах нет специального условно-графического обозначения (УГО) для составных транзисторов. В подавляющем большинстве случаев он обозначается как обычный транзистор, но в некоторых случаях может быть обозначен, например, так:

Примечание. В Интеренете некоторые «деятели» могут ВСЕ транзисторы в схеме обозначить так, как показано выше. Это вовсе не значит, что ВСЕ они там составные. Просто «деятелю» больше нравится именно такое обозначение.

Транзистор Дарлингтона может иметь как N-P-N, так и P-N-P структуру. В связи с этим, производители электронных компонентов выпускают комплементарные транзисторы. Комплементарная пара – это пара транзисторов с идентичными параметрами (или »идентичными), но имеющими разную структуру. К ним можно отнести «буржуинские» серии TIP120-127 и MJ11028-33. Так, например, транзисторы TIP120, TIP121, TIP122 имеют структуру N-P-N, а TIP125, TIP126, TIP127 - P-N-P.
А что в родном Отечестве, дым которого…? Имели и имеют место быть:

Примечание. Для большинства транзисторов указаны их пары, но для некоторых есть лишь наиболее подходящие по параметрам (символ «»» между наименованиями). В скобках указаны параметры пары или минимальные параметры, если они не равны - Iкmax, Pкmax, fгр. Кроме того, в таблице приведены не только составные комлементарные пары транзисторов.

Иногда на принципиальных схемах можно встретить несколько иное обозначение:

Надо упомянуть, что в высоковольтной электронике применяется транзистор, состоящий из биполярного и полевого – IGBT-транзистор:

Его также можно отнести к клану составных. Подробнее см. в этом же разделе компонент «IGBT-транзистор».

Один из основных параметров биполярного транзистора – коэффициент усиления (h21э) или β («бета»). Он всегда больше или равен 1. Если коэффициент усиления первого транзистора в паре Дарлингтона равен 120, а второго 60, то коэффициент усиления составного будет равен произведению этих величин, то есть 120*60=7200, а это весьма неплохо. Значит, достаточно очень небольшого тока базы, чтобы транзистор открылся.

Инженер Джордж К. Шиклаи [я не нашел его ФОТО!!] несколько видоизменил соединение Дарлингтона и получил транзистор, который назвали комплементарным транзистором Дарлингтона. В отличие от транзистора Дарлингтона, составной транзистор по схеме Шиклаи собран из биполярных разной проводимости: PNP и NPN. Вот пример составного транзистора по схеме Шиклаи, который работает как транзистор с NPN проводимостью, хотя и состоит из двух различной структуры.

К недостаткам составных транзисторов следует отнести невысокое быстродействие, поэтому они нашли широкое применение только в низкочастотных схемах. Такие транзисторы прекрасно зарекомендовали себя в выходных каскадах мощных усилителей низкой частоты (УНЧ), в схемах управления электродвигателями, в коммутаторах электронных схем зажигания автомобилей.
В схеме Дарлингтона используются транзисторы одинаковой полярности, в схеме Шиклаи – транзисторы разной полярности.

Слева направо: NPN-транзистор Дарлингтона; PNP-транзистор Дарлингтона; NPN-транзистор Шиклаи; PNP-транзистор Шиклаи.

Американский радиоинженер Хун-Чан Лин (китайского происхождения) впервые применил для увеличения мощности двухтактных каскадов составные транзисторы: [V2,V3] – транзистор Дарлингтона, [V4,V5]  – транзистор Шиклаи:

Во многих высококачественных усилителях звука применялись такие транзисторы, например:

Made in Japan


Made in USSR

Пример нескольких составных транзисторов:

BD647, КТ829А, 2Т826А и 2Т825А

Пример: цоколевка и структура КТ829:

©SEkorp 30_сентябрь_2020

НАЗАД на страницу РАДИОкомпоненты