Составной транзистор

Коэффициент усиления каскадов, выполненных на биполярных транзисторах, определяется коэффициентом передачи тока транзистора в схеме с ОЭ (h_21э)_. Увеличение этого коэффициента в ряде случаев позволяет существенно упростить схемотехнику проектируемых усилительных устройств. Так, при построении многокаскадных усилителей можно обойтись меньшим числом каскадов или при управлении мощной нагрузкой отказаться от промежуточных усилителей мощности и управлять значительной мощностью непосредственно от маломощного источника.

Увеличить h_21э можно чисто схемотехническим путем за счет каскадного включения нескольких транзисторов. Применительно к транзисторам одного типа проводимости такие схемы были впервые предложены Дарлингтоном и поэтому часто называются схемами Дарлингтона или составными транзисторами.

Составной транзистор (пара Дарлингтона), получаемый соединением коллекторов и эмиттера Э₁ с базой Б₂ (рис. 4.13), характеризуется большим входным сопротивлением, большим коэффициентом передачи базового тока b и меньшим выходным сопротивлением на переменном сигнале по сравнению с одиночным БТ.

Интегральный коэффициент передачи по току составного транзистора (b_D) определяется следующим образом:

b_D = i_кD/i_бD = i_кD/i_б1 = (i_к1 + i_к2)/i_б1 = (b₁i_б1 + b₂i_б2)/i_б1 = (b₁i_б1 + b₂i_э1)/i_б1 =

= (b₁i_б1 + b₂ (b₁ + 1)i_б1)/i_б1 = b₁ + b₂ (b₁ + 1) = b₁ + b₂b₁ + b₂.

Если составной транзистор (СТ) синтезирован на основе одинаковых транзисторов (b₁ = b₂ = b), то

b_D = b(b + 2),

т.е. b_D характеризуется квадратичным увеличением.

Суммарное входное сопротивление (h_11эD)составного транзистора больше входного сопротивления одиночного транзистора, так как входы Т₁ и Т₂ включены последовательно, т.е.

h_11эD = u_вхD/i_бD = (u_вх1 + u_вх2)/i_б1 = (i_б1h_11э1 + i_б2h_11э2)/i_б1 = (i_б1h_11э1 + i_э1h_11э2)/i_б1 =

= (i_б1h_11э1 + (b₁ + 1)i_б1h_11э2)/i_б1 = h_11э1 + (b₁ + 1)h_11э2.

Из итогового выражения видно, суммарное входное сопротивление определяется в основном входным сопротивлением второго транзистора и коэффициентом передачи по току первого транзистора.

Так как коллекторные цепи транзисторов включены параллельно (см. рис.4.13), следовательно, суммарная проводимость составного транзистора (h_22эD) возрастает (выходное сопротивление уменьшается).

На практике составные транзисторы могут быть реализованы на основе соответствующего соединения одиночных транзисторов, но промышленностью также выпускаются уже готовые составные транзисторы, конструктивно оформленные в едином корпусе.

а)