Skip to content
АЦУ · Тема 4 · Усилвателят

Супертранзисторът – два на раменете един на друг

Понякога трябва с мъничък ток – от сензор, от пръст, от микроконтролер – да включиш нещо голямо. Един транзистор не стига. Два, свързани един след друг, се държат като един „супертранзистор“ с усилване по ток хиляди пъти.

≈ 2 мин четене∿ 2 живи уредаСамопроверка: 3 въпроса

Два транзистора като един ​

При Дарлингтон първият транзистор усилва тока на базата β1 пъти и го дава на базата на втория. Вторият го усилва още β2 пъти. Общо β ≈ β1·β2. Тук β1 = 100 и β2 = 50.

С ток на базата 2 μA симулацията дава:

IКβ = IК/IБUБЕ
един транзистор210 μA1050,613 V
Дарлингтон11,3 mA56301,33 V
Шиклаи11,2 mA55800,613 V
Усилване по ток
Колекторен ток срещу ток на базата
10 nA100 nA1 μA10 μA0204060IБ (логаритмична скала)IК, mA
един транзистор Дарлингтон Шиклаи сега
Фигура 1.

Сивата линия (един транзистор) едва се отлепя от нулата: 10 μA дават 1 mA. Двата съставни дават десетки mA още от 1–2 μA. β на Дарлингтон е малко над 5150 – ефектът на Ърли добавя още малко.

Ключ за реле с мъничък ток ​

Реле 12 V с намотка 600 Ω иска 20 mA. Управляваме я от 5 V през резистор 1 MΩ. Той пропуска само 3,64 μA – колкото през пръст на сензорен бутон. С Дарлингтон през намотката текат 18,5 mA: релето щраква (92 % от тока).

Сензорен ключ
+12 Vреле 600 Ω±5 VRБ 1 MΩIКβ ≈ β1·β2
Фигура 2.

Един транзистор с 1 MΩ дава под 0,5 mA – релето не мърда; на него му трябва RБ около 20 kΩ – 50 пъти повече ток. Дарлингтон и Шиклаи го задействат и през 1–2 MΩ. Така работят сензорните ключове, драйверите на релета и мотори и крайните стъпала (тема 7).

Къде се ползват ​

  • Крайни стъпала на мощност – голям ток в товара от малък ток от предното стъпало.
  • Стабилизатори – регулиращият транзистор в линейните захранвания.
  • Ключове за големи токове – релета, мотори, лампи от микроконтролер (готови чипове като ULN2003 са седем Дарлингтона).

Недостатъците на Дарлингтон: двойният праг UБЕ и по-бавното изключване, защото първият транзистор няма откъде да изтегли заряда от базата на втория. Шиклаи решава първото.

Самопроверка ​

1. β1 = 100, β2 = 50. Колко е β на Дарлингтон?

100 + 50 + 5000 = 5150 ≈ β1·β2.

2. Защо Дарлингтон има праг ~1,3 V?

Два прехода база–емитер един след друг – по ~0,65 V всеки.

3. С какво е по-добра комплементарната двойка (Шиклаи)?

Същото β ≈ β1·β2, но прагът е като на един транзистор.