زوج دارلینگتون چیست؟

در مدارهای الکترونیکی، زمانی‌که یک ترانزیستور معمولی نمی‌تواند جریان کافی برای راه‌اندازی بار را فراهم کند، از زوج دارلینگتون استفاده می‌شود. زوج دارلینگتون چیست؟ ترکیبی از دو ترانزیستور دو قطبی است که با اتصال بیس و امیتر به یکدیگر، بهره‌ی جریان را چندین برابر افزایش می‌دهد و امکان تقویت سیگنال‌های ضعیف یا کنترل بارهای جریان بالا را فراهم می‌کند.

زوج دارلینگتون چیست ؟

زوج دارلینگتون در واقع نوعی از انواع ترانزیستورها می باشد. این قطعه از به هم متصل شدن دو ترانزیستور دو قطبی (ترانزیستور bjt) NPN و PNP تشکیل می شود.این قطعه توسط سیدنی دارلینگتون (Sidney Darlington) در شرکت Bell Labs معرفی شد و هنوز هم در بسیاری از مدارهای سوئیچینگ و تقویت‌کننده‌ی جریان کاربرد دارد.

• زوج دارلینگتون دارای سه پایه‌ی اصلی مشترک است: بیس (Base)، امیتر (Emitter) و کلکتور (Collector)، که همانند یک ترانزیستور واحد در مدار عمل می‌کند.
• در این ساختار، امیتر ترانزیستور اول به بیس ترانزیستور دوم متصل می‌شود تا جریان تقویت‌شده‌ی ترانزیستور اول، به‌عنوان ورودی ترانزیستور دوم عمل کند.به همین دلیل، بهره‌ی جریان کلی سیستم به‌صورت نمایی افزایش می‌یابد.
• بهره ی ترانزیستورهای معمولی حدودا بین 50 تا 200 است اما بهره ترانزیستورهای زوج دارلینگتون معمولا از 1000 بیشتر می باشد.

بیشتر بخوانید : ترانزیستور igbt چیست ؟

کاربرد های زوج دارلینگتون

زوج دارلینگتون به‌طور ویژه برای تقویت جریان سیگنال‌های ضعیف طراحی شده است و قادر است بارهای بزرگ را با جریان ورودی کم کنترل کند.این ویژگی باعث می‌شود در مدارهایی که نیاز به سوئیچینگ جریان بالا یا راه‌اندازی موتورها و رله‌ها دارند، بسیار مفید باشد.

نمونه کاربردهای رایج:

• راه‌اندازی موتورهای DC و سرووها

• کنترل رله‌ها و سلونوئیدها

• تغذیه لامپ‌ها و بارهای جریان بالا از طریق میکروکنترلر یا مدار منطقی

• تقویت جریان در مدارهای الکترونیکی با توان پایین

مزایای زوج دارلینگتون

• بهره جریان بسیار بالا: بهره ی زوج دارلینگتون معمولاً بیش از 1000 است در حالی که بهره ترانزیستورهای معمولی بین 50 تا 200 است.

• نیاز به جریان بیس کم: می‌تواند بارهای بزرگ را با جریان ورودی کوچک کنترل کند.

• مقاومت ورودی بالا: کمترین بار را روی مدار قبلی ایجاد می‌کند و از آن محافظت می‌کند.

• کاربرد گسترده در سوئیچینگ و تقویت: مناسب برای مدارهای کنترلی، موتورها، رله‌ها و تقویت‌کننده‌های جریان.

معایب زوج دارلینگتون

• افت ولتاژ بالای بیس–امیتر: هنگام اشباع کامل، بین پایههای بیس و امیتر ولتاژ معمولاً بین 0.6 تا 1.5 ولت افت می‌کند. این مقدار برابر با مجموع افت ولتاژ دو ترانزیستوری است که در اتصال دارلینگتون وجود دارند و بیشتر از افت یک ترانزیستور معمولی (حدودا 0.3 تا 0.5)است.
• گرمای بیشتر: افت ولتاژ بالا باعث می‌شود ترانزیستور نسبت به نمونه معمولی داغ‌تر شود.
• پاسخ زمانی کندتر: خاموش و روشن شدن ترانزیستور دوم نیاز به زمان دارد و باعث کاهش سرعت پاسخ مدار می‌شود.
• افزایش جریان نشتی: جریان نشتی ترانزیستور اول توسط ترانزیستور دوم تقویت می‌شود و ممکن است باعث اشباع جزئی ترانزیستور ها شود.

راهکار: قرار دادن یک مقاومت بین امیتر دو ترانزیستور می‌تواند از اشباع جلوگیری کند.

اگر به دنبال تأمین سریع و مطمئن قطعات هستید، صفحه واردات قطعات الکترونیکی بهترین راهنمای شما خواهد بود.

ترانزیستور زیکلای (Sziklai Pair) چیست ؟

برای رفع برخی محدودیت‌های ترانزیستور دارلینگتون مانند افت ولتاژ زیاد، گرمای بیش از حد و سرعت پاسخ‌دهی پایین، می‌توان از زوج زیکلای استفاده کرد. این آرایش از دو ترانزیستور مکمل NPN و PNP به صورت سری یا آبشاری تشکیل می‌شود.

• عملکرد زوج زیکلای مشابه دارلینگتون است، با این تفاوت که برای روشن شدن تنها به حدود 0.6 ولت نیاز دارد و گرمای کمتری تولید می‌کند. بهره جریان این ترکیب معمولاً برابر β ترانزیستور اول × β ترانزیستور دوم است؛ اگر ترانزیستورها مشابه باشند، بهره به شکل مربعی β² خواهد بود.
• زوج زیکلای در مدارهایی که تقویت جریان بالا و راندمان انرژی بهتر نیاز دارند، جایگزین مناسبی برای دارلینگتون محسوب می‌شود.

جمع بندی

در این نوشته سعی کردیم به پرسش زوج دارلینگتون چیست؟ به طور جامع پاسخ دهیم. طبق این توضیحات می توانیم به طور خلاصه بگوییم که زوج دارلینگتون ترانزیستور یک قطعه ی نیمه هادی است که توان بالایی دارد. از خواص زوج دارلینگتون می توانیم به این موضوع اشاره کنیم که این قطعه نسبت به ترانزیستورهای معمولی ولتاژ و جریان بالاتری دارد.همچنین برای رفع برخی از معایب زوج دارلینگتون مانند داغ شدن بیش از حد آن، پاسخ کند و افت ولتاژی که رخ می دهد می توانید از ترانزیستور زیکلای که مکمل زوج دارلینگتون است استفاده نمایید.  برای تشکیل زوج زیکلای دو ترانزیستور NPN و PNP را به هم متصل می کنند.