功率达林顿晶体管电路设计特征参数

在许多情况下，一种晶体管电路配置可以产生非常好的效果，那就是达林顿对。达林顿对具有许多优势。

它之所以被使用，主要是因为它提供了特别高的电流增益，并且与单个晶体管相比，这也反映到整个达林顿电路的高输入阻抗中。

基本达林顿对晶体管配置

然而，达林顿对确实有一些缺点，因此它并不适合所有高增益应用。然而，在适用的情况下，达林顿对能够提供比单个晶体管电路配置许多优势。

达林顿对有时也可以称为超级阿尔法对，但这个名称现在使用较少。电路配置是由Sidney Darlington于1953年在贝尔实验室发明的，当时晶体管开发正在进行大量工作。

这个想法涵盖了在单个芯片上有两个或三个晶体管的想法，其中一个晶体管的发射极连接到下一个晶体管的基极，并且达林顿配置中的所有晶体管共享同一个集电极。

达林顿对晶体管电路可以作为单独的电子元件（即两个晶体管）购买，也可以将它们作为单个电子元件获得，并将两个晶体管集成到一个芯片上。

许多达林顿阵列也可用，其中多个达林顿晶体管对包含在同一个封装中。通常，它们包含在 IC 封装中，因为它们通常用于驱动显示器等。这使得达林顿晶体管对非常易于使用，并可集成到新的电子电路设计中。

达林顿对电路配置

达林顿对电路配置非常独特。它通常由两个晶体管组成，尽管理论上它可以包含更多晶体管。输入晶体管的发射极直接连接到第二个晶体管的基极。两个集电器连接在一起。这样，来自第一个晶体管的基极电流进入第二个晶体管的基极。

这导致了非常高的电流增益水平。达林顿对的总电流增益是两个独立晶体管的乘积：

电流增益总计=Hfe1 Hfe2电流增益总计=氢氟酸1氢氟酸2

这意味着，如果使用两个电流增益适中为50的晶体管，则总电流增益将为50 x 50 = 2500。

这种巨大的电流增益水平在许多电路设计中非常有用，特别是在需要以高电流水平驱动低阻抗负载的情况下。

基极发射极旁路电阻

虽然达林顿对电路通常以其基本格式使用，但它通常在最终晶体管的基极和发射极连接之间使用旁路电阻器。

带基极-发射极电阻的达林顿晶体管

包括旁路电阻器以帮助关闭过程。如果没有电阻器，则没有放电路径，由基极发射极结形成的电容器中的任何电荷都没有放电路径。包括它可以使存储在该电容器中的电荷耗散，这有助于更快地关断。

包含此电阻器是很好的设计，但如果速度不是问题，则可以省略该电阻器。然而，除非成本和元件数量是电路设计中的关键驱动因素，否则明智的做法是包括该电子元件，以证明任何不寻常的关断现象。

确定电阻值并不是一门精确的科学。电阻器越小，关断速度越快，但如果电阻器太小，则第二个晶体管的驱动电流中有很大一部分通过电阻器，增益会丢失。

如果电阻值很低，并且它从第二个晶体管的基极抢走了电流，则电流增益将降低，达林顿总增益的方程将需要满足这一点。

功率达林顿晶体管的典型值可能为几百欧姆，小型电流晶体管的典型值可能为几千欧姆。

达林顿对属性

达林顿对有许多积极的特征。一些主要的达林顿对特征和参数概述如下：

高电流增益：已经看到，目前达林顿的收益非常高。经常看到超过几千的数字。

基极发射极电压：达林顿对在输入基极和输出发射极之间的电压高于单个晶体管。由于有两个基极发射极结，整个达林顿对的导通电压是单个晶体管的两倍。对于硅晶体管，这意味着要使电流在输出集电极发射极电路中流动，输入基极必须比输出发射极高出约 1.2 至 1.4 伏。对于锗达林顿对，电压约为 0.5 伏。

频率响应：达林顿对晶体管电路通常不用于高频应用。达林顿对本身相对较慢，因为输出晶体管的基极电流不能立即关闭。因此，达林顿对通常用于低频应用，包括电源或需要非常高输入阻抗的区域。

在进行任何包含达林顿对配置的电子电路设计时，值得牢记配置的所有属性，以确保整体电路设计能够获得最佳性能。

达林顿晶体管电路符号

通常达林顿晶体管对被示为两个独立的晶体管，特别是电路是由两个分立晶体管制成的。但是，达林顿晶体管可作为单个器件使用。为了表明这一点，在单个信封中显示达林顿对通常会有所帮助。在这种情况下，达林顿晶体管如右图所示。

达林顿对芯片的电路符号

虽然基于NPN的达林顿显示在电路符号图中，但也可以有基于PNP的版本。同时具有 PNP 和 NPN 达林顿，可以开发互补的对称电路。

达林顿对的优点和缺点

达林顿对可以提供许多优点，但在考虑将其设计到电子电路中时，这些优点必须与其缺点相平衡。

达林顿对的优势

非常高的电流增益

整个电路的输入阻抗非常高

达林顿对广泛采用单个封装，也可以由两个独立的晶体管制成

使用方便易用的电路配置

达林顿对缺点

开关速度慢

带宽有限

引入相移，使用负反馈在电路中的某些频率上会引起问题

更高的总基极-发射极电压 = 2 x V是.

高饱和电压（通常约为0.7 V），在某些应用中会导致高水平的功率耗散

达林顿晶体管对在许多应用中是一个非常有用的电路。它提供高水平的电流增益，可用于许多电源应用。尽管达林顿对有一些局限性，但它仍然用于许多领域，特别是在不需要高频响应的情况下。特别是达林顿晶体管用于包括音频输出、电源输出、显示驱动器等在内的应用。

审核编辑：黄飞