Transistores Darlington y compuestos

Un transistor Darlington es un dispositivo compuesto que cascada dos transistores bipolares de unión para entregar una ganancia de corriente muy alta, un bloque de construcción de larga data para excitadores de relé, control de lámparas y motores, y cualquier etapa de entrada que necesite alta impedancia. Haiben suministra componentes electrónicos desde Shenzhen desde 2013, y nuestro catálogo incluye una categoría dedicada de Transistores Darlington / Transistores compuestos junto a BJT discretos, transistores digitales y MOSFET. Esta página explica cómo funcionan estas piezas, qué sacrifican y cómo especificar una de nuestra gama.

El par Darlington y sus compromisos

En un par Darlington, el emisor de un primer BJT excita la base de un segundo, por lo que la ganancia de corriente de la combinación es aproximadamente el producto de las dos ganancias individuales. Esa es la razón por la que un transistor Darlington puede excitarse directamente desde una salida lógica o un sensor de alta impedancia mientras sigue conmutando una carga de cientos de miliamperios o más.

Los costos son igualmente de manual. El dispositivo de salida no puede saturar tan profundamente, porque la caída base-emisor del transistor de entrada se suma a la tensión de saturación colector-emisor del transistor de salida — espere aproximadamente una caída de diodo más un VCE(sat). Ese exceso de tensión se convierte en calor bajo carga. El apagado también es más lento, ya que la carga almacenada en la etapa de entrada debe eliminarse antes de que el dispositivo de salida deje de conducir. Por lo tanto, los diseñadores eligen un transistor Darlington cuando la ganancia y la impedancia de entrada importan más que la pérdida de conducción o la velocidad de conmutación, y pasan a un BJT único o un MOSFET cuando no. Nuestro artículo sobre MOSFET vs BJT compara las familias exactamente en estos puntos.

Transistores compuestos en este catálogo

La categoría de Transistores Darlington / Transistores compuestos de nuestro catálogo cubre piezas que combinan más de una estructura de dispositivo en un solo encapsulado, de las cuales el par Darlington es el ejemplo clásico. Dos entradas muestran el alcance de esa idea:

• VC5853DCJ — un transistor compuesto MOSFET-Schottky en DFNWB3x2-8L, con una tensión inversa de pico repetitiva (Vrrm) de 20 V. Combinar un MOSFET con un elemento Schottky en un solo encapsulado es útil cuando un diseñador desea el comportamiento de conmutación de un MOSFET y el comportamiento de fijación o de rueda libre de un diodo en un footprint compacto.
• VCMNT32D — un transistor de potencia PNP con un N-MOSFET en DFNWB2x2-6L. El fabricante indica una tensión de saturación colector-emisor ultra baja y una alta ganancia de corriente DC, lo que describe el beneficio previsto: una construcción compuesta que mantiene baja la caída de saturación mientras retiene una alta ganancia.

Para preparar un diseño que mezcle estos compuestos con piezas estándar, el centro de transistores es el punto de entrada a las gamas de BJT discretos, transistores digitales y MOSFET, y MOSFET de potencia cubre el lado MOSFET con más detalle.

Dónde se especifica alta ganancia

La conmutación de alta ganancia aparece en toda nuestra línea, y vale la pena distinguir las opciones, porque un transistor Darlington no es la única forma de llegar allí.

Los transistores digitales pre-polarizados integran la red de resistencias de base dentro del encapsulado, por lo que la ganancia y el comportamiento de entrada quedan fijados en fábrica y el recuento de resistencias externas disminuye. El VC143ZEF (SOT-523, NPN) y el VC143ZME (SOT-723, NPN, 150 mW) están en ese grupo. Se adaptan a la conmutación de pequeña señal excitada desde lógica, pero son dispositivos únicos, no cascadas.

Donde la corriente de carga es mayor, un transistor compuesto o Darlington se gana su lugar. Para cargas de los cientos de miliamperios bajos, piezas NPN discretas como el VC2N4401Z (TO-92, 600 mA) o el VC8050X-0.3A y VCSS8050B-1.5A (SOT-23, este último una pieza de clase 300 mW) pueden ser suficientes con una excitación de base adecuada. Cuando la fuente de excitación es débil y la carga es más pesada, la multiplicación de ganancia de un compuesto es la razón para especificar uno.

Especificar una pieza Darlington o compuesta

Trabaje desde la carga hacia atrás. Establezca la corriente de pico que el dispositivo debe hundir o entregar, la tensión de alimentación y la temperatura ambiente dentro del recinto. A partir de esos datos, estime la tensión de saturación admisible y la disipación resultante en el ciclo de trabajo esperado. Luego confirme qué excita la base o la puerta: si la fuente solo puede suministrar microamperios, la ganancia de un transistor Darlington o compuesto se convierte en el parámetro decisivo; si puede suministrar miliamperios, un BJT único o un MOSFET pequeño pueden ser más pequeños y económicos.

A continuación, verifique la frecuencia de conmutación, porque el apagado más lento de un par Darlington importa en circuitos PWM y en cualquier carga que se conmute con frecuencia. Finalmente, haga coincidir el encapsulado con la placa: DFNWB3x2-8L y DFNWB2x2-6L para los compuestos anteriores, SOT-23 y SOT-523 para muchas piezas discretas, y TO-92 para construcciones de montaje pasante. Si está sopesando una alternativa MOSFET, tenga en cuenta que nuestras piezas de canal N abarcan valores de RDS(ON) como 160 mOhm típicos con VGS 4.5 V en el VC9320A-1, por lo que la comparación de pérdidas de conducción puede hacerse con cifras reales de catálogo. Envíenos las condiciones de carga y le aconsejaremos qué piezas de la gama se ajustan.

Preguntas frecuentes

¿Cuándo debo usar un transistor Darlington en lugar de un BJT único?

Elija un transistor Darlington cuando la fuente de excitación sea débil en relación con la carga — por ejemplo, una salida lógica que excita un relé o una lámpara — y necesite alta ganancia de corriente y alta impedancia de entrada. Acepte la mayor tensión de saturación y el apagado más lento como precio de esa ganancia.

¿Qué piezas compuestas están disponibles en el catálogo?

La categoría de Transistores Darlington / Transistores compuestos incluye el VC5853DCJ, un compuesto MOSFET-Schottky en DFNWB3x2-8L con Vrrm 20 V, y el VCMNT32D, un transistor de potencia PNP con un N-MOSFET en DFNWB2x2-6L que ofrece una tensión de saturación colector-emisor ultra baja y una alta ganancia de corriente DC.

¿Puede un transistor digital pre-polarizado hacer el mismo trabajo?

Para conmutación de pequeña señal desde lógica, a menudo sí. Los transistores digitales como el VC143ZEF y el VC143ZME integran la red de resistencias de base en el encapsulado. Sin embargo, no son pares en cascada, por lo que donde la corriente de carga es mayor y la corriente de excitación es limitada, una pieza Darlington o compuesta es la opción más adecuada.