Układ Darlingtona

W tym poście chciałbym zaprezentować układ Darlingtona, opisać sposób jego działania oraz sposoby zastosowania.

Jest to układ wzmacniacza, który jest oparty o tranzystory bipolarne. Składa się on z dwóch tych samy układów albo NPN albo PNP.

Rys. 1. Schemat układu Dalingtona

Współczynnik wzmocnienia tak połączonych tranzystorów można wyliczyć z następującego wzoru:

B = B1 x B2, gdzie B to wzmocnienie sumaryczne, B1, B2 - wzmocnienie tranzystora pierwszego oraz drugiego.

Układ ten mimo zalety wynikającej ze znacznego wzmocnienia współczynnika zawiera też bardzo istotną wadę jaką jest podwyższone napięcie polaryzacji bazy pierwszego tranzystora. Jest ona sumą napięć polaryzacji obu tranzystorów.

V = Vbe1 + Vbe

To napięcie, które jest wymagane do otwarcia tranzystora, jest dwukrotnie większe w tym układzie niż w przypadku zwykłego tranzystora.

W związku z tym można otrzymać bardzo duże wzmocnienie ale kosztem zwiększonej wartości napięcia oraz mniejszą szybkością działania. Spowodowane jest to dosyć długim czasem jego włączania, a zwłaszcza wyłączania. Spowodowanie jest to wyciąganiem z nasycenia i zatkania pierwszego tranzystora, oraz czekaniem aż tranzystor T2 przestanie przewodzić. Powoduje to zwiększenie zniekształceń jakie te układy powodują. 

Aby zwiększyć szybkość tego układu można zastosować rezystor włączony pomiędzy bazę a emiter drugiego tranzystora. Dzięki temu nośniki jakie w nim występują zostaną szybciej usunięte. Niestety taka operacja zmniejszy wzmocnienie.

Możliwe jest także połączenie w tzw. układy komplementarne, które przedstawiłem na rysunku 2. Jego zaletą jest mniejsza wartość napięcia, jaka jest potrzebna do jego otwarcia. Wynosi ona tyle co dla pojedynczego tranzystora.

Rys. 2. Układ komplementarny

Należy pamiętać, że napięcie kolektor emiter nie będzie mniejsze niż 0,6 - 0,9V . Dodatkowo to napięcie nie może spaść poniżej wartości 0,6 - 0,8V. Jeśli byłoby niższe to prąd bazy drugiego tranzystora by nie popłynął. Ponieważ musi ono płynąć przez nasycony tranzystor T1. [1]

Bibliografia

[1] EDW 7/99