雙極性接面電晶體(BJT)

達靈頓對

/ DAR-ling-tun /

達靈頓對是做出一顆電流增益大得離譜的電晶體的簡單方法:把兩顆電晶體接成第一顆的輸出餵入第二顆的輸入,它們的 beta 便相「乘」。若每顆 beta 為 100,這對就表現得像一顆 beta 為 100 乘上 100 = 10,000 的單一電晶體。於是幾乎可忽略的基極電流便能控制可觀的負載電流——當你的控制訊號很弱、或你的負載很貪時很好用。

接法很俐落:第一顆電晶體的射極直接驅動第二顆的基極,兩者的集極綁在一起。第一顆微小的基極電流被它的 beta 放大,那已放大的電流成為第二顆的基極電流,再被放大一次。合併增益是 beta1 乘上 beta2,再多一點。代價付在電壓上:因為輸入現在要串過「兩個」基-射接面,達靈頓需要基極對射極約 1.2 到 1.4 V 才導通,是平常 0.7 V 的兩倍。而當作開關使用時它無法完全飽和——它「導通」的集-射電壓相對高,有 0.7 V 以上(第一顆電晶體無法飽和),所以在帶相同電流時比單一電晶體散更多熱。

你在哪遇到它:功率輸出級、馬達與繼電器驅動器,以及輸入電流必須極小的觸控感測器。它以單一三隻腳的封裝販售(如 TIP120),可直接插在一般電晶體的位置。誠實的提醒:加倍的導通電壓與不良的飽和使它耗損且發熱;它比單一電晶體慢,因為第一顆電晶體無法快速從第二顆的基極抽走電荷以關閉它;而把兩個不可靠的 beta 疊起來,給出更不可預測(雖然總是很大)的總增益——這又是一個要設計成「確切值無關緊要」的理由。

用只能輸出 5 mA 的微控制器接腳驅動 5 A 馬達。beta 50 的單一電晶體需要 100 mA 基極電流——對接腳遠遠太多。有效 beta 5000 的達靈頓只需 5 A / 5000 = 1 mA,舒適地落在接腳預算內。代價是:它會掉將近一伏並發熱,所以需要散熱片。

beta 乘 beta 給出巨大增益——代價是加倍的導通電壓與更多的熱。

別指望達靈頓像單一電晶體那樣飽和到 0.2 V——它的最小導通電壓約 0.7 V 以上。對處理大電流、要求低耗損且完全導通的開關,功率 MOSFET 通常是更好的選擇。

又称
Darlington transistorDarlington configurationsuper-beta pair達靈頓電晶體達靈頓組態