Transistor Darlington

Diagrama de la configuración Darlington.

En electrónica, el transistor Darlington o AMP es un dispositivo semiconductorque combina dos transistores bipolares en un tándem (a veces llamado par Darlington) en un único dispositivo.

La configuración (originalmente realizada con dos transistores separados) fue inventada por el ingeniero de los Laboratorios Bell Sidney Darlington. La idea de poner dos o tres transistores sobre un chip fue patentada por él, pero no la idea de poner un número arbitrario de transistores que originaría la idea moderna decircuito integrado.

Comportamiento[editar]

Esta configuración sirve para que el dispositivo sea capaz de proporcionar una gran ganancia de corriente y, al poder estar todo integrado, requiere menos espacio que dos transistores normales en la misma configuración. La ganancia total del Darlington es el producto de la ganancia de los transistores individuales. Un dispositivo típico tiene una ganancia en corriente de 1000 o superior. También tiene un mayor desplazamiento de fase en altas frecuencias que un único transistor, de ahí que pueda convertirse fácilmente en inestable. La tensión base-emisor también es mayor, siendo la suma de ambas tensiones base-emisor, y para transistores de silicio es superior a 1.2V. La beta de un transistor o par darlington se halla multiplicando las de los transistores individuales. la intensidad del colector se halla multiplicando la intensidad de la base por la beta total.

Si β1 y β2son suficientemente grandes, se da que:

Un inconveniente es la duplicación aproximada de la base-emisor de tensión. Ya que hay dos uniones entre la base y emisor de los transistores Darlington, el voltaje base-emisor equivalente es la suma de ambas tensiones base-emisor:

Para la tecnología basada en silicio, en la que cada VBEi es de aproximadamente 0,65 V cuando el dispositivo está funcionando en la región activa o saturada, la tensión base-emisor necesaria de la pareja es de 1,4 V.

Otro inconveniente del par Darlington es el aumento de su tensión de saturación. El transistor de salida no puede saturarse (es decir, su unión base-colector debe permanecer polarizada en inversa), ya que su tensión colector-emisor es ahora igual a la suma de su propia tensión base-emisor y la tensión colector-emisor del primer transistor, ambas positivas en condiciones de funcionamiento normal. (En

ecuaciones,  , así  siempre.) Por lo tanto, la tensión de saturación de un transistor Darlington es un VBE (alrededor de 0,65 V en silicio) más alto que la tensión de saturación de un solo transistor, que es normalmente 0,1 - 0,2 V en el silicio. Para corrientes de colector iguales, este inconveniente se traduce en un aumento de la potencia disipada por el transistor Darlington comparado con un único transistor.

Otro problema es la reducción de la velocidad de conmutación, ya que el primer transistor no puede inhibir activamente la corriente de base de la segunda, haciendo al dispositivo lento para apagarse. Para paliar esto, el segundo transistor suele tener una resistencia de cientos de ohmios conectada entre su base y emisor. Esta resistencia permite una vía de descarga de baja impedancia para la carga acumulada en la unión base-emisor, permitiendo un rápido apagado.

El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una altaganancia de corriente.

Está compuesto internamente por dos transistores bipolares que se conectan es cascada. Ver la figura.

El transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2.

La ecuación de ganancia de un transistor típico es: IE= β x IB (Corriente de colector es igual a beta por la corriente de base).

Entonces analizando el gráfico:- Ecuación del primer transistor es: IE1 = β1 x IB1 (1),- Ecuación del segundo transistor es: IE2 = β2 x IB2 (2)

Observando el gráfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma que la corriente de base del transistor T2. Entonces IE1 = IB2 (3)

Entonces utilizando la ecuación (2) y la ecuación (3) se obtiene: IE2 = β2 x IB2 = β2 x IE1

Reemplazando en la ecuación anterior el valor de IE1 (ver ecuación (1) ) se obtiene la ecuación final de ganancia deltransistor Darlington.

IE2 = β2 x β1 x IB1

Como se puede deducir, esteamplificador tiene una ganancia mucho mayor que la de un transistor corriente, pues aprovecha la ganancia de los dostransistores. (las ganancias se multiplican).

Si se tuvieran dos transistores conganancia 100 (β = 100) conectados como un transistor Darlington y se utilizara la fórmula anterior, la gananciasería, en teoría: β2 x β1 = 100 x 100 = 10000. Como se ve es una ganancia muy grande. En la realidad la ganancia es menor.

Se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas.

Muy importante: La caída de tensión entre la base y el emisor del transistor Darlington es 1.4voltios que resulta de la suma de las caídas de tensión de base a emisor del primer transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base a emisor del segundo transistor B2 y E2 (0.7 voltios).

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TRANSISTOR DARLINGTON.

 

 

 

 

 

El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una alta ganancia de corriente.

Está compuesto internamente por dos transistores bipolares que se conectan es cascada.

El transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2.

 

 

La ecuación de ganancia de un transistor típico es: IE= β x IB (Corriente de colector es igual a beta

por la corriente de base).

Entonces analizando el gráfico:

- Ecuación del primer transistor es: IE1 = β1 x IB1 (1),

- Ecuación del segundo transistor es: IE2 = β2 x IB2 (2)

Observando el gráfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma que la corriente de base

del transistor T2.

Entonces IE1 = IB2 (3)

Entonces utilizando la ecuación (2) y la ecuación (3) se obtiene:

IE2 = β2 x IB2 = β2 x IE1

Reemplazando en la ecuación anterior el valor de IE1 (ver ecuación (1) ) se obtiene la ecuación final de

ganancia del transistor Darlington.

IE2 = β2 x β1 x IB1

Como se puede deducir, este amplificador tiene una ganancia mucho mayor que la de un transistor corriente,

pues aprovecha la ganancia de los dos transistores. ( la ganancias se multiplican).

Se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas.

Muy importante:

La caída de tensión entre la base y el emisor del transistor Darlington es 1.4 voltios que resulta de la suma de

las caídas de tensión de base a emisor del primer transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base a emisor del segundo

 transistor B2 y E2 (0.7 voltios).

Transistor Darlington

Electrónica Universitaria 0

Transistor Darlington

En electrónica, el transistor Darlington es un dispositivo semiconductor que combina dos transistores bipolares en un tándem (a veces llamado par Darlington) en un único dispositivo.

Esta configuración sirve para que el dispositivo sea capaz de proporcionar una gran ganancia de corriente y, al poder estar todo integrado, requiere menos espacio que dos transistores normales en la misma configuración. La ganancia total del Darlington es el producto de la ganancia de los transistores individuales. Un dispositivo típico tiene una ganancia en corriente de 1000 o superior. También tiene un mayor desplazamiento de fase en altas frecuencias que un único transistor, de ahí que pueda convertirse fácilmente en inestable. La tensión base-emisor también es mayor, siendo la suma de ambas tensiones base-emisor, y para transistores de silicio es superior a 1.2V. La beta de un transistor o par darlington se halla multiplicando las de los transistores individuales. la intensidad del colector se halla multiplicando la intensidad de la base por la beta total.

darlington 300x132 Transistor Darlington

En la electrónica, el transistor Darlington es una estructura compuesta que consta de dos transistores bipolares conectados de tal manera que la corriente amplificada por el primer transistor la amplifica aún más el segundo. Esta configuración proporciona a/emisor ganancia mucho mayor común actual que cada transistor tomado por separado y, en el caso de los dispositivos integrados, puede tomar menos espacio que dos transistores individuales, ya que 

pueden utilizar un colector común. Pares integrados Darlington vienen empaquetados individualmente en envases de transistores similares o como una matriz de dispositivos en un circuito integrado.

La configuración Darlington fue inventado por el ingeniero de los Laboratorios Bell Sidney Darlington en 1953 - Él patentó la idea de tener dos o tres transistores en un solo chip compartir un coleccionista.

Una configuración similar pero con transistores de tipo opuesto es el par Sziklai, a veces llamado el "Darlington complementarios."

Comportamiento

Un par Darlington es como un conjunto de alimentadores con una ganancia de corriente alta. De hecho, los dispositivos integrados tienen tres conductores, en términos generales equivalentes a las de un transistor estándar.

Una relación general entre la ganancia de corriente compuesto y las ganancias individuales está dada por:

Si 1 y 2 son lo suficientemente alta, esta relación se puede aproximar con:

Pares de Darlington están disponibles como paquetes integrados o se pueden hacer a partir de dos transistores discretos; Q1 pueden ser un tipo de baja potencia, pero normalmente Q2 tendrán que ser de alta potencia. El colector de corriente máxima IC del par es que de Q2. Un dispositivo de potencia integrado típico es el 2N6282, que incluye una resistencia de desconexión y tiene una ganancia de corriente de 2.400 a IC = 10A.

Un par Darlington puede ser lo suficientemente sensible para responder a la corriente que pasa por el contacto con la piel incluso a tensiones no peligrosas. Por lo tanto, puede constituir la etapa de entrada de un interruptor sensible al tacto.

Un dispositivo moderno típico tiene una ganancia de corriente de 1.000 o más, por lo que sólo se necesita una pequeña corriente de base para hacer cambiar el par en. Sin embargo, esta alta ganancia de corriente viene con varios inconvenientes.

El circuito básico transistor de Darlington está formado tomando el emisor del transistor de entrada y de la conexión de tal manera que su emisor acciona la base de la segunda y luego conecta ambos colectores juntos.

Desventajas

Un inconveniente es aproximadamente el doble de la tensión de base/emisor. Puesto que hay dos uniones entre la base y el emisor del transistor Darlington, la base equivalente/tensión de emisor es la suma de ambas tensiones de base/emisor:

Para que la tecnología basada en silicio, donde cada VBEi es de aproximadamente 0,65 V cuando el dispositivo está funcionando en la región activa o saturada, la base/emisor tensión necesaria del par es 1,3 V.

Otro inconveniente del par Darlington es su aumento de tensión "saturación". El transistor de salida no está permitido para saturar porque el primer transistor, cuando está saturado, establece retroalimentación negativa paralelo completo entre el colector y la base del segundo transistor. Desde colector/emisor de tensión es igual a la suma de su propia tensión de base/emisor y la tensión de colector-emisor del primer transistor, ambas cantidades positivas en el funcionamiento normal, que siempre excede la tensión de base-emisor. Por lo tanto el voltaje de "saturación" de un transistor Darlington VBE es uno más alto que una sola tensión de saturación del transistor, que es típicamente 0.1 - 0.2 V en el silicio. Para corrientes de colector iguales, este inconveniente se traduce en un aumento en la potencia disipada por el transistor Darlington más de un solo transistor. El aumento del nivel de salida baja puede causar problemas cuando se accionan los circuitos lógicos TTL.

Otro problema es una reducción en la velocidad o la respuesta de conmutación, debido a que el primer transistor no puede inhibir activamente la corriente de la segunda una base, haciendo que 

el dispositivo lento para apagar. Para aliviar esto, el segundo transistor a menudo tiene una resistencia de unos pocos cientos de ohmios conectados entre su base y terminales del emisor. Esta resistencia proporciona un camino de descarga de baja impedancia para la carga acumulada en la unión base-emisor, lo que permite un transistor más rápido apagado.

El par de Darlington tiene más desplazamiento de fase en las frecuencias altas de un solo transistor y por lo tanto puede llegar a ser más fácilmente inestable con la regeneración negativa.

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