"Joni Surya": Transistor Darlington Pair

- Ringkasan atau tutorial menjelaskan Pasangan Darlington transistor konfigurasi sirkuit, dengan rangkaian penting untuk desain dan operasi.

One transistor circuit configuration that can be used to very good effect in many instances is the Darlington Pair. Salah satu rangkaian transistor konfigurasi yang dapat digunakan untuk efek yang sangat baik dalam banyak contoh adalah Pasangan Darlington. The Darlington Pair offers a number of advantages. Pasangan Darlington menawarkan sejumlah keunggulan. It is primarily used because it offers a particularly high current gain and this also reflects into a high input impedance for the overall Darlington circuit when compared to a single transistor. Hal ini terutama digunakan karena menawarkan keuntungan saat ini sangat tinggi dan ini juga mencerminkan ke impedansi masukan yang tinggi untuk rangkaian Darlington secara keseluruhan ketika dibandingkan dengan transistor tunggal.

However the Darlington Pair does have some drawbacks and as a result it is not suitable for all high gain applications. Namun Pasangan Darlington memang memiliki beberapa kelemahan dan sebagai hasilnya tidak cocok untuk semua aplikasi gain yang tinggi. Nevertheless, where applicable, the Darlington Pair is able to provide many advantages over a single transistor circuit configuration. Namun demikian, jika berlaku, Pasangan Darlington dapat memberikan banyak keuntungan lebih dari satu konfigurasi rangkaian transistor tunggal.

The Darlington Pair may sometimes also be referred to as a super-alpha pair, but this name is used less these days. Pasangan Darlington terkadang juga disebut sebagai pasangan super-alpha, tapi nama ini jarang digunakan hari ini. The circuit configuration was invented at Bell Laboratories by Sidney Darlington in 1953 at the time when a significant amount of work was being undertaken into transistor development. Konfigurasi sirkuit ditemukan di Bell Laboratories oleh Sidney Darlington pada tahun 1953 pada saat sejumlah besar pekerjaan sedang dilakukan dalam pembangunan transistor. The idea covered the idea of having two or three transistors on a single chip where the emitter of one transistor was connected to the base of the next, and all the transistors in the Darlington configuration shared the same collector. Ide meliputi ide memiliki dua atau tiga transistor pada satu chip di mana salah satu transistor emitor dihubungkan ke dasar berikutnya, dan semua transistor dalam konfigurasi Darlington berbagi kolektor yang sama.

Darlington pair transistor circuits can be bought as individual electronic components, ie two transistors, or it is also possible to obtain them as a single electronic component with the two transistors integrated onto one chip. sirkuit pasangan transistor Darlington dapat dibeli sebagai komponen elektronik individu, yaitu dua transistor, atau juga mungkin untuk mendapatkan mereka sebagai komponen elektronik tunggal dengan dua transistor terintegrasi ke salah satu chip. Many Darlington arrays are also available where several Darlington transistor pairs are contained within the same package. Banyak Darlington array juga tersedia dimana beberapa pasangan Darlington transistor yang terkandung di dalam paket yang sama. Typically these are contained within an IC package as these are often used to drive displays, etc. This makes Darlington transistor pairs very easy to use and incorporate into a new electronic design. Biasanya ini terkandung dalam sebuah paket IC karena ini sering digunakan untuk menampilkan drive, dll Hal ini membuat pasangan transistor Darlington sangat mudah digunakan dan memasukkan ke dalam desain elektronik baru.

Darlington pair circuit configuration Pasangan Darlington konfigurasi sirkuit

The Darlington pair circuit configuration is quite distinctive. Pasangan Darlington konfigurasi sirkuit ini cukup berbeda. It normally consists of two transistors, although in theory it can contain more. Biasanya terdiri dari dua transistor, meski secara teoretis dapat berisi lebih. The emitter of the input transistor is connected directly to the base of the second. Emitor dari transistor input terhubung langsung ke dasar kedua. Both collectors are connected together. Kedua kolektor dihubungkan bersama-sama. In this way the base current from the first transistor enters the base of the second. Dengan cara ini dasar arus dari transistor pertama memasuki dasar kedua.

Basic Darlington Pair transistor configuration Dasar Pasangan Darlington transistor konfigurasi

This results in a very high level of current gain. Hal ini menghasilkan tingkat keuntungan yang sangat tinggi saat ini. The overall current gain of the Darlington pair is the product of the two individual transistors: Keuntungan saat ini secara keseluruhan pasangan Darlington adalah produk dari dua transistor individu:

Current gain _total = H _FE1 x H _FE2 Keuntungan kini _total = H _Fe1 x H _Fe2

This means that if two transistors with modest current gains of 50 were used, then the overall current gain would be 50 x 50 = 2500. Ini berarti bahwa jika dua transistor dengan keuntungan saat sederhana 50 digunakan, maka gain saat ini secara keseluruhan akan menjadi 50 x 50 = 2500.

Apart from having a very high current gain, the Darlington pair also exhibits a higher voltage between the input base and the output emitter. Selain memiliki keuntungan saat ini sangat tinggi, pasangan Darlington juga menunjukkan tegangan yang lebih tinggi antara dasar input dan output emitor. As there are two base emitter junctions the turn on voltage for the overall Darlington Pair is twice that of a single transistor. Karena ada dua persimpangan emitor basis mengaktifkan pada tegangan untuk Pasangan Darlington keseluruhan adalah dua kali lipat dari transistor tunggal. For silicon transistor, this means that for current to flow in the output collector emitter circuit, the input base must be about 1.2 to 1.4 volts above the output emitter. Untuk transistor silikon, ini berarti bahwa untuk saat ini mengalir dalam sirkuit keluaran kolektor emitor, basis masukan harus sekitar 1,2-1,4 volt di atas emitor output. For a germanium Darlington pair, the voltage would be about 0.5 volts. Untuk pasangan Darlington germanium, tegangan akan menjadi sekitar 0,5 volt.

Darlington pair transistor circuits are not normally used for high frequency applications. rangkaian pasangan transistor Darlington yang biasanya tidak digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi. The Darlington pair is inherently relatively slow because the base current for the output transistor cannot shut off instantly. Pasangan Darlington secara inheren relatif lambat karena dasar saat transistor keluaran tidak dapat mematikan seketika. As a result Darlington pairs are generally used in low frequency applications including in power supplies or areas where a very high input impedance is needed. Akibatnya pasangan Darlington umumnya digunakan dalam aplikasi frekuensi rendah termasuk dalam pasokan listrik atau daerah di mana impedansi masukan yang sangat tinggi diperlukan.

Darlington transistor circuit symbol Darlington transistor rangkaian simbol

Often the Darlington transistor pair is shown as two separate transistors, especially of the circuit is made from two discrete transistors. Seringkali pasangan transistor Darlington ditampilkan sebagai dua transistor yang terpisah, khususnya sirkuit yang terbuat dari dua transistor diskrit. However Darlington transistors are available as a single device. Namun transistor Darlington tersedia sebagai perangkat tunggal. To indicate this it is often helpful to show the Darlington pair in a single envelope. Untuk menunjukkan ini sering membantu untuk menunjukkan pasangan Darlington dalam amplop tunggal. In cases such as these the Darlington transistor is shown as on the right. Dalam kasus seperti ini transistor Darlington ditampilkan sebagai di sebelah kanan.

Circuit symbol for a Darlington pair chip Sirkuit simbol untuk chip pasangan Darlington

Darlington pair circuit calculations and design example Perhitungan rangkaian Darlington pasangan dan contoh desain

When designing a circuit using a Darlington pair, exactly the same rules are used as for designing a circuit using a standard transistor. Ketika merancang sebuah sirkuit menggunakan pasangan Darlington, aturan yang sama persis digunakan sebagai untuk merancang rangkaian menggunakan transistor standar. The Darlington pair can be treated as a form of transistor with the differences of the very much higher current gain, and the higher base emitter voltage. Pasangan Darlington dapat diperlakukan sebagai bentuk transistor dengan perbedaan keuntungan saat ini sangat jauh lebih tinggi, dan tegangan basis emitor lebih tinggi.

To illustrate how this can be done, the example of an emitter follower circuit is given below. Untuk menggambarkan bagaimana ini bisa dilakukan, contoh dari sebuah rangkaian pengikut emitor diberikan di bawah ini.

Circuit using a Darlington pair Sirkuit menggunakan pasangan Darlington

Step by step instructions: Petunjuk langkah demi langkah:

These instructions in this Darlington pair transistor design example can only be taken as a guide because the actual circuit may differ, or the requirements for the circuit may be different. Instruksi-instruksi dalam contoh ini pasangan transistor Darlington desain hanya dapat diambil sebagai panduan karena sirkuit yang sebenarnya mungkin berbeda, atau persyaratan untuk sirkuit mungkin berbeda.

Determine the emitter current: This is usually the starting point for the design. Tentukan emitor saat ini: ini biasanya titik awal untuk desain. It can be determined from a knowledge of what the output load is. Hal ini dapat ditentukan dari pengetahuan tentang apa beban output.
Determine the emitter voltage: This would normally be approximately half the rail voltage as this will give the maximum voltage swing at the output. Tentukan tegangan emitor: ini biasanya akan kira-kira setengah dari tegangan rel karena hal ini akan memberikan ayunan tegangan maksimum pada output.
Determine the emitter resistor: This is simply the emitter voltage divided by the emitter current. Tentukan resistor emitor: Ini hanyalah tegangan emitor dibagi dengan emitor saat ini. Then choose the nearest available value. Kemudian pilih nilai yang tersedia terdekat.

Note: These last stages all depend on each other and it may be necessary to make the calculations in a different order dependent upon what is known. Catatan: ini tahap terakhir semua saling bergantung satu sama lain dan mungkin perlu untuk membuat perhitungan dalam urutan yang berbeda tergantung pada apa yang dikenal.
Determine the base current: This is simply the emitter current divided by the overall current gain, H _FEtot Tentukan dasar arus: Ini hanyalah emitor saat ini dibagi dengan laba saat ini secara keseluruhan, H _FEtot
Choose the bias point for the Darlington base: This is the emitter voltage plus the overall base-emitter voltage for the Darlington (normally 1.2 to 1.4 volts). Pilih titik bias untuk dasar Darlington: Ini adalah tegangan emitor ditambah tegangan basis-emitor keseluruhan untuk Darlington (biasanya 1,2-1,4 volt).
Choose bias current for the bias potential divide: This is normally chosen to be approximately ten times the base current. Pilih bias saat ini potensi bias membagi: Hal ini biasanya dipilih untuk menjadi kira-kira sepuluh kali dasar arus.
Calculate the voltage across each resistor in the bias chain: The voltage across the lower resistor is simply the base voltage. Hitung tegangan resistor masing-masing dalam rantai bias: Tegangan di resistor yang lebih rendah hanya tegangan dasar. The voltage across the upper resistor is the rail voltage less the base voltage. Tegangan di atas resistor adalah tegangan rel dikurangi tegangan dasar.
Calculate the resistors in the bias chain: The voltage each resistor can be calculated using the voltage in the previous step and is voltage / bias chain current. Hitung resistor dalam rantai bias: Tegangan resistor masing-masing dapat dihitung dengan menggunakan tegangan pada langkah sebelumnya dan tegangan / bias rantai saat ini. Then choose the nearest available values from the relevant resistor series. Kemudian pilih nilai yang tersedia terdekat dari seri resistor yang relevan.

It may be that the circuit is AC coupled. Ini mungkin bahwa sirkuit AC digabungkan.

If so the values of the capacitor can be calculated as below: Jika demikian nilai dari kapasitor dapat dihitung sebagai berikut:

Determine the input impedance: This is the emitter resistor times the current gain, in parallel with the lower bias chain resistor, in parallel with the upper bias chain resistor. Tentukan impedansi masukan: Ini adalah kali resistor emitor keuntungan saat ini, seiring dengan rantai bias resistor yang lebih rendah, seiring dengan rantai resistor bias atas.
Determine the input capacitor value: The reactance of the input capacitor should be the same as the input impedance at the lowest frequency for a 3 dB roll off. Tentukan nilai kapasitor input: The reaktansi dari kapasitor input harus sama dengan impedansi masukan pada frekuensi terendah untuk 3 dB roll off. Using the formula for the reactance of 2 pi x (Frequency, f in Hz) x (Capacitance C in farads) or 6 f C determine the value of the capacitor. Menggunakan rumus untuk reaktansi dari 2 pi x (Frekuensi, f dalam Hz) x (Kapasitansi C dalam farad) atau 6 f C menentukan nilai dari kapasitor. Choose the next largest capacitance value available to ensure the frequency response is assured. Pilih nilai kapasitansi terbesar berikutnya tersedia untuk memastikan respon frekuensi terjamin.
Calculate the output impedance: The value of the output impedance can be assumed to be low, and the impedance of the load can be assumed to dominate for most applications. Hitung impedansi keluaran: Nilai impedansi output dapat diasumsikan rendah, dan impedansi dari beban dapat diasumsikan mendominasi untuk sebagian besar aplikasi.
Determine the output capacitor value: The reactance of the output capacitor should be the same as the load impedance at the lowest frequency for a 3 dB roll off. Tentukan nilai output kapasitor: The reaktansi dari output kapasitor harus sama dengan impedansi beban pada frekuensi terendah untuk 3 dB roll off. Using the formula for the reactance of 2 pi x (Frequency, f in Hz) x (Capacitance C in farads) or 6 f C determine the value of the capacitor. Menggunakan rumus untuk reaktansi dari 2 pi x (Frekuensi, f dalam Hz) x (Kapasitansi C dalam farad) atau 6 f C menentukan nilai dari kapasitor. Choose the next higher value of capacitor to ensure the frequency response is assured. Pilih nilai yang lebih tinggi berikutnya kapasitor untuk memastikan respon frekuensi terjamin.

Some of the calculations are an approximation, but in view of the tolerances on the components, they give a good end result. Beberapa perhitungan perkiraan, namun mengingat toleransi pada komponen, mereka memberikan hasil akhir yang baik. It may be that some iteration of the calculations is required to obtain satisfactory overall results. Ini mungkin bahwa beberapa iterasi perhitungan diperlukan untuk mendapatkan hasil yang memuaskan secara keseluruhan.

Summary Ringkasan

The Darlington transistor pair is a very useful circuit in many applications. Pasangan transistor Darlington adalah sirkuit yang sangat berguna dalam banyak aplikasi. It provides a high level of current gain which can be used in many power applications. Ini menyediakan tingkat tinggi gain arus yang dapat digunakan dalam aplikasi banyak kekuatan. Although the Darlington pair has some limitations, it is nevertheless used in many areas, especially where high frequency response in not needed. Meskipun pasangan Darlington memiliki beberapa keterbatasan, ia tetap digunakan di banyak daerah, terutama di mana respon frekuensi tinggi tidak diperlukan. In particular Darlington transistors are used for applications including audio outputs, power supply outputs, display drivers and the like. Secara khusus Darlington transistor digunakan untuk aplikasi termasuk output audio, output power supply, driver display dan sejenisnya.