Составной транзистор. Схема Дарлингтона

Создание мощного высоковольтного транзистора, предназначенного для работы в режиме переключения, и характеризующегося переходом из закрытого состояния с высоким обратным напряжением в открытое состояние с большим током коллектора, т.е с высоким коэффициентом β, имеет схемотехническое решение.

Имеется схемотехническое решение, когда определенным образом соединенные два биполярных транзистора имеют характеристики как один транзистор с высоким коэффициентом передачи β эмиттерного тока. Такая комбинация получила название составного транзистора или схемы Дарлингтона. В составном транзисторе база первого транзистора Т₁ соединена с эмиттером второго транзистора Т₂ dI_э1 = dI_б2. Коллекторы обоих транзисторов соединены и этот вывод является коллектора составного транзистора. База первого транзистора играет роль базы составно-го транзистора dI_б = dI_б1, а эмиттер второго транзистора - роль эмиттера составного транзистора dI_э2 = dI_э.

Коллекторный ток составного транзистора равен сумме коллекторных токов, входящих в него транзисторов:

Получим выражение для коэффициента усиления по току β для схемы Дарлингтона. Выразим связь между изменением тока базы dIб и вызванным вследствие этого изменение тока коллектора dIк составного транзистора следующим образом:

Поскольку для биполярных транзисторов коэффициент усиления по току обычно не составляет несколько десятков β1, β2 >> 1, то суммарный коэффициент усиления составного транзистора будет определяться произведением коэффициентов усиления каждого из транзисторов βΣ ~= β1·β2 и может быть достаточно большим по величине.

Отметим особенности режима работы таких транзисторов. Поскольку эмиттерный ток первого транзистора Iэ1 является базовым током второго транзистора dIб2, то, следовательно, транзистор Т1 должен работать в микромощном режиме, а транзистор Т2 в режиме большой инжекции, их эмиттерные токи отличаются на 1-2 порядка. При таком неоптимальном выборе рабочих характеристик биполярных транзисторов Т1 и Т2 не удается в каждом из них достичь высоких значений усиления по току. Тем не менее, даже при значениях коэффициентов усиления β1, β2 ~ 30 суммарный коэффициент усиления βΣ составит βΣ ~ 1000.