- Pasangan Transistor Darlington dan Konfigurasinya:
- Pengiraan Keuntungan Semasa Pasangan Transistor Darlington:
- Transistor Darlington Contoh:
- Aplikasi Transling Darlington:
- Apa itu Transistor Darlington yang Sama?
- IC Transling Darlington:
- Menukar Motor menggunakan IC ULN2003:
Transistor Darlington dicipta pada tahun 1953, oleh jurutera elektrik dan pencipta AS, Sidney Darlington.
Transistor Darlington menggunakan dua transistor BJT (Bi-polar junction transistor) standard yang disambungkan bersama. Transistor Darlington disambungkan dalam konfigurasi di mana salah satu pemancar transistor memberikan arus berat sebelah ke dasar transistor yang lain.
Pasangan Transistor Darlington dan Konfigurasinya:
Sekiranya kita melihat simbol Darlington Transistor kita dapat melihat dengan jelas bagaimana dua transistor disambungkan. Dalam gambar di bawah, dua jenis transistor Darlington ditunjukkan. Di sebelah kiri ialah NPN Darlington dan di sebelah lain adalah PNP Darlington. Kita dapat melihat NPN Darlington terdiri daripada dua transistor NPN, dan PNP Darlington terdiri daripada dua transistor PNP. Pemancar transistor pertama disambungkan secara langsung di pangkal transistor lain, juga pengumpul kedua-dua transistor disambungkan bersama. Konfigurasi ini digunakan untuk transistor NPN dan PNP Darlington. Dalam konfigurasi ini, pasangan atau transistor Darlington menghasilkan keuntungan yang lebih tinggi dan keupayaan penguatan yang besar.
Transistor BJT biasa (NPN atau PNP) boleh beroperasi antara dua keadaan, ON dan OFF. Kita perlu memberikan arus ke pangkalan yang mengawal arus pemungut. Apabila kita memberikan arus yang cukup ke dasar, BJT masuk dalam mod tepu dan arus mengalir dari pemungut ke pemancar. Arus pemungut ini berkadar terus dengan arus asas. Nisbah arus asas dan arus pemungut disebut keuntungan arus transistor yang dilambangkan sebagai Beta (β). Dalam transistor BJT khas, kenaikan semasa terhad bergantung pada spesifikasi transistor. Tetapi dalam beberapa kes aplikasi memerlukan keuntungan lebih banyak yang tidak dapat disediakan oleh satu transistor BJT. ThePasangan Darlington sangat sesuai untuk aplikasi di mana keuntungan arus tinggi diperlukan.
Konfigurasi Silang:
Namun, konfigurasi yang ditunjukkan dalam gambar di atas, menggunakan dua PNP atau dua NPN, ada konfigurasi Darlington lain atau konfigurasi silang juga tersedia, di mana PNP digunakan dengan NPN, atau NPN digunakan dengan PNP. Jenis konfigurasi silang ini disebut sebagai konfigurasi pasangan Sziklai Darlington atau konfigurasi Push-Pull.
Pada gambar di atas, pasangan Sziklai Darlington ditunjukkan. Konfigurasi ini menghasilkan lebih sedikit haba dan mempunyai kelebihan mengenai masa tindak balas. Kami akan membincangkannya kemudian. Ia digunakan untuk penguat kelas AB atau di mana topologi Push-Pull diperlukan.
Berikut adalah beberapa projek di mana kami menggunakan Darlington Transistors:
- Menjana Nada dengan Mengetuk Jari menggunakan Arduino
- Litar Pengesan Lie Sederhana menggunakan Transistor
- Litar Pemancar IR Jangka Panjang
- Line Follower Robot menggunakan Arduino
Pengiraan Keuntungan Semasa Pasangan Transistor Darlington:
Dalam gambar di bawah ini kita dapat melihat dua transistor PNP atau dua NPN dihubungkan bersama.
Keuntungan keseluruhan pasangan Darlington semasa adalah-
Keuntungan semasa (hFE) = Keuntungan transistor pertama (hFE 1) * Keuntungan transistor kedua (hFE 2)
Dalam gambar di atas, dua transistor NPN membuat konfigurasi NPN Darlington. Kedua-dua transistor NPN T1 dan T2 disambungkan bersama dalam urutan di mana, pengumpul T1 dan T2 disambungkan. Transistor pertama T1 menyediakan arus asas yang diperlukan (IB2) ke asas transistor T2 kedua. Jadi, arus asas IB1, yang mengawal T1 adalah mengawal aliran arus di pangkalan T2.
Jadi, keuntungan semasa keseluruhan (β) dicapai, apabila arus pemungut berada
β * IB sebagai hFE = fFE 1 * hFE 2
Oleh kerana dua pengumpul transistor dihubungkan bersama, arus Pengumpul Total (IC) = IC1 + IC2
Sekarang seperti yang dibincangkan di atas, kita mendapat β * IB 1 Pengumpul semasa
Dalam keadaan ini, keuntungan semasa adalah kesatuan atau lebih besar daripada satu.
Mari kita lihat bagaimana keuntungan semasa adalah pendaraban keuntungan semasa dua transistor.
IB2 dikawal oleh arus pemancar T1, iaitu IE1. IE1 disambungkan secara langsung merentasi T2. Jadi, IB2 dan IE1 adalah sama.
IB2 = IE1.
Kita boleh mengubah hubungan ini dengan lebih jauh lagi
IC 1 + IB 1
Mengubah IC1 seperti yang kita lakukan sebelumnya, kita dapat
β 1 IB 1 + IB 1 IB 1 (β 1 + 1)
Sekarang seperti sebelumnya, kita telah melihatnya
IC = β 1 IB 1 + β 2 IB 2 As, IB2 atau IE2 = IB1 (β1 + 1) IC = β 1 IB 1 + β 2 IB 1 (β1 + 1) IC = β 1 IB 1 + β 2 IB 1 β 1 + β 2 IB 1 IC = { β 1 + (β 1 + β 2) + β 2 }
Jadi, jumlah arus pemungut IC adalah gabungan antara keuntungan transistor individu.
Transistor Darlington Contoh:
A 60W beban dengan 15V keperluan voltan input untuk dihidupkan menggunakan dua transistor NPN, mewujudkan pasangan Darlington. Perolehan transistor pertama adalah 30 dan keuntungan transistor kedua adalah 95. Kami akan mengira arus asas untuk menukar beban.
Seperti yang kita ketahui, apabila beban akan dihidupkan, arus pemungut akan menjadi arus beban. Mengikut undang-undang kuasa, arus pemungut (IC) atau arus Beban (IL) akan
I L = I C = Daya / Voltan = 60/15 = 4Amps
Oleh kerana kenaikan arus asas untuk transistor pertama adalah 30 dan untuk transistor kedua adalah 95 (β1 = 30 dan β2 = 95) kita dapat mengira arus asas dengan persamaan berikut -
Jadi, jika kita menggunakan arus 1.3mA di pangkalan transistor pertama, Beban akan beralih " AKTIF " dan jika kita menerapkan arus 0 mA atau membumikan dasar beban akan dihidupkan " MATI ".
Aplikasi Transling Darlington:
Aplikasi transistor Darlington sama dengan Transistor BJT biasa.
Dalam gambar di atas transistor NPN Darlington digunakan untuk menukar beban. Beban boleh berupa beban Induktif atau Tahan. Perintang Base R1 menyediakan arus Base ke transistor NPN Darlington. Perintang R2 adalah untuk menghadkan arus ke beban. Ini berlaku untuk beban tertentu yang memerlukan pembatasan semasa dalam operasi stabil. Seperti contoh menunjukkan bahawa arus asas yang diperlukan sangat rendah, ia dapat ditukar dari unit logik Mikrokontroler atau Digital dengan mudah. Tetapi ketika pasangan Darlington berada di kawasan tepu atau dalam keadaan sepenuhnya, terdapat penurunan voltan di dasar dan pemancar. Ini adalah kelemahan utama bagi pasangan Darlington. Kejatuhan voltan berkisar antara.3V hingga 1.2v. Kerana penurunan voltan ini, transistor Darlington menjadi lebih panas ketika dalam mod aktif sepenuhnya dan membekalkan arus ke beban. Oleh kerana konfigurasi, perintang kedua dihidupkan oleh perintang pertama, Darlington Transistor menghasilkan masa tindak balas yang lebih perlahan. Dalam kes sedemikian, konfigurasi Sziklai memberikan kelebihan berbanding masa tindak balas dan prestasi terma.
Transistor NPN Darlington yang popular ialah BC517.
Mengikut lembaran data BC517, grafik di atas memberikan keuntungan arus DC BC517. Tiga lengkung dari bawah ke tinggi masing-masing memberikan maklumat mengenai suhu persekitaran. Sekiranya kita melihat keluk suhu sekeliling 25 darjah, kenaikan arus DC adalah maksimum apabila arus pemungut sekitar 150mA.
Apa itu Transistor Darlington yang Sama?
Transling Darlington yang serupa mempunyai dua pasangan yang sama dengan spesifikasi yang sama dengan keuntungan semasa yang sama untuk setiap satu. Ini bermaksud kenaikan arus transistor pertama β1 sama dengan kenaikan arus transistor kedua β2.
Dengan menggunakan formula arus pemungut, keuntungan semasa Transistor Identik akan-
IC = {{ β 1 + (β2 * β1) + β 2} * IB} IC = {{ β 1 + (β2 * β1) + β 1} * IB} β 2 = IB / IC
Keuntungan semasa akan jauh lebih tinggi. Contoh pasangan NPN Darlington adalah TIP120, TIP121, TIP122, BC517 dan contoh pasangan PNP Darlington adalah BC516, BC878, dan TIP125.
IC Transling Darlington:
Pasangan Darlington membolehkan pengguna memacu lebih banyak aplikasi kuasa dengan beberapa miliamp sumber semasa dari pengawal mikro atau sumber arus rendah.
ULN2003 adalah cip yang banyak digunakan dalam elektronik yang menyediakan susunan Darlington arus tinggi dengan tujuh output pemungut terbuka. Keluarga ULN terdiri daripada ULN2002A, ULN2003A, ULN2004A, tiga varian berbeza dalam pelbagai pilihan pakej. The ULN2003 digunakan secara meluas varian dalam siri ULN. Peranti ini merangkumi diod penekanan di dalam litar bersepadu, yang merupakan ciri tambahan untuk mendorong beban induktif menggunakan ini.
Ini adalah struktur dalaman IC ULN2003. Ia adalah pakej dip 16pin. Seperti yang kita lihat, pin input dan output betul-betul bertentangan, oleh kerana itu lebih mudah untuk menyambungkan IC dan menjadikan reka bentuk PCB lebih sederhana.
Terdapat tujuh pin pengumpul terbuka yang ada. Satu pin tambahan juga tersedia yang berguna untuk aplikasi terkait beban induktif, dapat berupa motor, solenoid, relay, yang memerlukan dioda freewheeling, kita dapat membuat sambungan menggunakan pin itu.
Pin input serasi untuk digunakan dengan TTL atau CMOS, di sisi lain pin output mampu menenggelamkan arus tinggi. Mengikut lembaran data, pasangan Darlington mampu menenggelamkan 500mA arus dan dapat mentolerir arus puncak 600mA.
Pada gambar atas, sambungan array Darlington sebenar ditunjukkan untuk setiap pemacu. Ia digunakan dalam tujuh pemacu, setiap pemandu terdiri daripada litar ini.
Apabila pin input ULN2003, dari pin 1 hingga pin 7, dilengkapi dengan Tinggi, output akan rendah dan arus akan tenggelam melaluinya. Dan apabila kita memberikan pin input rendah, output akan berada dalam keadaan impedansi tinggi, dan arus tidak akan tenggelam. The pin 9 digunakan untuk diod freewheel; ia harus selalu disambungkan ke VCC, semasa menukar beban induktif menggunakan siri ULN Kita juga dapat mendorong aplikasi yang lebih banyak dengan memadankan input dan output dua pasangan, seperti kita dapat menyambungkan pin 1 dengan pin 2 dan di sisi lain dapat menghubungkan pin 16 dan 15 dan selari dua pasangan Darlington untuk menggerakkan beban arus yang lebih tinggi.
ULN2003 juga digunakan untuk menggerakkan motor stepper dengan Mikrokontroler.
Menukar Motor menggunakan IC ULN2003:
Dalam video ini motor dihubungkan melalui pin output pengumpul terbuka, sebaliknya inputnya, kami menyediakan arus sekitar 500nA (.5mA) dan mengawal arus 380mA di seluruh motor. Ini adalah sebilangan kecil arus asas yang dapat mengawal arus pemungut yang jauh lebih tinggi di Darlington Transistor.
Juga, seperti Motor digunakan, yang pin 9 disambungkan seluruh VCC untuk menyediakan perlindungan serba bebas.
Perintang memberikan daya tarik yang rendah, membuat input RENDAH ketika tidak ada arus yang berasal dari sumber, yang menjadikan output impedans tinggi menghentikan motor. Sebaliknya akan berlaku apabila arus tambahan diterapkan pada pin input.