زوج دارلینگتون چیست؟

بهره جریان مهم‌ترین مشخصه هر ترانزیستور است و با hFE نشان داده می‌شود. هنگامی که زوج دارلینگتون روشن است، جریان از طریق بار به مدار منتقل می‌شود.

بار جریان= جریان i/p ضربدر بهره ترانزیستور

بهره جریان در ترانزیستورهای مختلف، متفاوت است. برای یک ترانزیستور معمولی، بهره جریان معمولاً عدد ۱۰۰ است. بنابراین، جریان موجود برای هدایت بار ۱۰۰ برابر بیشتر از i/p متعلق به ترانزیستور است.
مقدار جریان i/p برای روشن کردن ترانزیستور در برخی کاربردها کم است.
بنابراین، یک ترانزیستور معمولی نمی‌تواند جریان کافی را به بار برساند. در نتیجه، جریان بار برابر با جریان i/p و بهره ترانزیستورخواهد بود. اگر افزایش جریان ورودی امکان‌پذیر نباشد، این بهره ترانزیستور است که باید ارتقا یابد. چنین افزایشی را می‌توان با کمک زوج دارلینگتون حاصل کرد.

یک ترانزیستور دارلینگتون از دو ترانزیستور دیگر تشکیل می‌شود. بهره کل جریان برابر است با افزایش جریان ترانزیستور شماره ۱ و ترانزیستور شماره ۲٫ برای مثال، اگر دو ترانزیستور با بهره جریان مشابه، یعنی ۱۰۰، استفاده شوند، آنگاه، بهره جریان زوج دارلینگتون عدد قابل‌توجه ۱۰۰۰۰ خواهد بود.

زوج دارلینگتون از دو ترانزیستور PNP یا NPN تشکیل شده است، که پشت به‌هم در مدار قرار می‌گیرند؛ برای هر دو ترانزیستور یک ترمینال کلکتور (جمع کننده) مشترک وجود دارد.
ترمینال Emitter (آمیتر) از ترانزیستور اول به ترمینال پایه در ترانزیستور دوم متصل می‌شود. بنابراین، منبع تغذیه پایه فقط به ترانزیستور اول می‌رسد و جریان خروجی تنها از ترانزیستور دوم گرفته می‌شود.
بنابراین، چنانکه در شکل زیر ارائه شده، زوج دارلینگتون از یک پایه، آمیتر و یک کلکتور تشکیل ‌شده است.

در این مدار، Q1 و Q2 ترانزیستورهای تشکیل‌دهنده زوج دارلینگتون هستند. همچنین

در شکل بالا، دو ترانزیستور در یک پکیج (که همان ترانزیستور دارلینگتون است) نشان داده شده‌اند. بر اساس این دو تصویر، مجموع جریان پایه (کل جریان ورودی) از زوج دارلینگتون همان جریان پایه از Q1 است.

به طور مشابه، کل جریان آمیتر (کل جریان خروجی) از زوج دارلینگتون برابر است با جریان آمیتر از ترانزیستور Q2

همچنین

در نهایت

اگر زوج دارلینگتون شامل دو ترانزیستور PNP باشد، آنگاه زوج دارلینگتون PNP حاصل می‌شود. حالت مشابهی برای زوج دارلینگتون NPN وجود دارد. شکل زیر زوج دارلینگتون از هر دو نوع را نشان می‌دهد.

فروش ویژه

فروش میکروکنترلر  Atmega16a-au  در سایت هادی بان الکترونیک

• ✔میکروکنترولر

خرید میکروکنترلر

در هر دو نوع ترانزیستور، ترمینال کلکتور مشترک است. در ترانزیستور PNP، جریان پایه به ترمینال آمیتر از ترانزیستور دوم داده می‌شود و در ترانزیستور NPN، جریان آمیتر به ترمینال پایه از ترانزیستور دوم می‌رسد.
فضای موردنیاز برای زوج دارلینگتون در مقایسه با فضای موردنیاز برای نصب دو ترانزیستور، کمتر است، زیرا در زوج دارلینگتون کلکتور مشترک است.

برای آزمون روشن (کارکرد صحیح) یا خاموش بودن (از کار افتاده بودن ترانزیستور) زوج دارلینگتون، مراحل زیر باید طی شوند:

گام اول: ابتدا باید ترمینال‌های پایه و کلکتور را شناسایی کنید همچنین، باید نوع ترانزیستورهای استفاده شده، PNP یا NPN، را تشخیص دهید. در گام‌های بعدی، پایه را NPN می‌گیریم؛ رویکردی معکوس برای نوع دیگر باید طی شود.

گام دوم: صفحه یک مولتی متر دیجیتال (DMM) را روی نماد دیود تنظیم کنید. اگر چنین حالتی در مولتی متر شما در دسترس نیست، مولتی متر را روی حالتی با مقاومت کم قرار دهید.

گام سوم: قسمت مثبت از مولتی متر را با ترمینال پایه ترانزیستور اتصال دهید و سیم منفی آن را به کلکتور و سپس به آمیتر وصل کنید.
اگر ترانزیستور به درستی کار کند، مولتی متر hFE پایین (افزایش جریان ترانزیستور) را نشان می‌دهد.

گام چهارم: اکنون اتصال‌ها را معکوس کرده و سیم مثبت را با پایانه‌های کلکتور و آمیتر اتصال دهید. قسمت منفی را به ترمینال پایه وصل کنید.
به دلیل آزمون بایاس معکوس، مولتی متر مدار باز یا مقاومت بی‌نهایت را نشان خواهد داد.

یک زوج دارلینگتون (ترانزیستور دارلینگتون) در مقایسه با ترانزیستورهای معمولی، چندین مزیت قابل توجه دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:
• اصلی‌ترین مزیت در استفاده از زوج دارلینگتون، افزایش جریان بالا است. بنابراین، حتی مقدار کمی از جریان پایه می‌تواند ترانزیستور را تحریک کند.
• مقاومت ظاهری ورودی بالایی ارائه می‌دهد که خود به کاهشی برابر با این مقدار در مقاومت ظاهری خروجی می‌انجامد.
• این ترانزیستور، یک پکیج منسجم و با فضای احاطه کم است. در نتیجه، سوارکردن آن بر روی مدار یا PCB بسیار آسان‌تر از استفاده از دو ترانزیستور مجزا است.

موارد زیر نقاط ضعف این گونه از ترانزیستورها هستند:
• زوج دارلینگتون سرعت سوئیچ کردن پایینی دارد.
• ولتاژ پایه – آمیتر تقریباً دو برابر ترانزیستورهای معمولی است.
• به دلیل ولتاژ اشباع بالا، توان بالایی تلف خواهد شد.
• پهنای باند در زوج دارلینگتون محدود است.
• زوج دارلینگتون باعث ایجاد یک تغییر فاز، در فرکانسی خاص، در مدار بازخورد منفی می‌شود.
علاوه بر تمام این موارد، در صورت وجود نشتی در ترانزیستور اول (برای مثال)، ترانزیستور دوم این نشتی را تقویت می‌کند و در نهایت، استفاده از دو ترانزیستور عاملی مخرب خواهد بود تا عاملی مفید.

این نوع از ترانزیستور در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد، جایی که در حضور فرکانسی پایین، تولید جریان‌های بالا نیاز است. از جمله کاربردهای زوج دارلینگتون عبارتند از:

• رگولاتورهای برق
• مراحل O/P تقویت‌کننده صدا
• کنترل موتورها
• درایورهای نمایش
• سنسورهای نوری و لمسی