Составные и композитные транзисторы

Составной транзистор (транзистор Дарлингтона) — это композитный прибор, который каскадно соединяет два биполярных транзистора для обеспечения очень высокого коэффициента усиления по току; это давний строительный блок для драйверов реле, управления лампами и двигателями, а также любого входного каскада, которому требуется высокое сопротивление. Haiben поставляет электронные компоненты от Shenzhen с 2013 года, и наш каталог включает специальную категорию «Составные транзисторы / композитные транзисторы» наряду с дискретными биполярными транзисторами, цифровыми транзисторами и МОП-транзисторами (MOSFET). На этой странице объясняется, как работают эти приборы, чем они жертвуют и как выбрать один из нашего ассортимента.

Пара Дарлингтона и её компромиссы

В паре Дарлингтона эмиттер первого биполярного транзистора управляет базой второго, поэтому коэффициент усиления по току комбинации примерно равен произведению двух отдельных коэффициентов усиления. Именно поэтому составной транзистор можно управлять напрямую с логического выхода или от высокоимпедансного датчика, при этом всё ещё коммутируя нагрузку в сотни миллиампер или более.

Издержки столь же хрестоматийны. Выходной прибор не может насыщаться так глубоко, потому что падение напряжения база-эмиттер входного транзистора складывается с напряжением насыщения коллектор-эмиттер выходного транзистора — ожидайте примерно падение на диоде плюс VCE(sat). Это избыточное напряжение превращается в тепло под нагрузкой. Выключение также происходит медленнее, поскольку заряд, накопленный во входном каскаде, должен быть удалён до того, как выходной прибор прекратит проводить ток. Поэтому разработчики выбирают составной транзистор, когда усиление и входной импеданс важнее потерь проводимости или скорости переключения, и переходят к одиночному биполярному транзистору или МОП-транзистору (MOSFET), когда нет. Наша статья MOSFET vs BJT сравнивает семейства именно по этим пунктам.

Композитные транзисторы в этом каталоге

Категория «Составные транзисторы / композитные транзисторы» в нашем каталоге охватывает приборы, объединяющие более одной структуры прибора в одном корпусе, классическим примером чего является пара Дарлингтона. Две позиции показывают диапазон этой идеи:

• VC5853DCJ — композитный транзистор MOSFET-Шоттки в DFNWB3x2-8L, с повторяющимся пиковым обратным напряжением (Vrrm) 20 В. Объединение МОП-транзистора (MOSFET) с элементом Шоттки в одном корпусе полезно там, где разработчик хочет получить переключательное поведение МОП-транзистора (MOSFET) и ограничивающее или свободно пропускающее поведение диода в компактном исполнении.
• VCMNT32D — мощный PNP-транзистор с N-МОП-транзистором (MOSFET) в DFNWB2x2-6L. Производитель указывает ультранизкое напряжение насыщения коллектор-эмиттер и высокий коэффициент усиления по току DC, что описывает предполагаемое преимущество: композитная конструкция, которая поддерживает низкое падение насыщения, сохраняя высокое усиление.

Для поэтапного проектирования, сочетающего эти композиты со стандартными деталями, центр транзисторов является точкой входа в ассортимент дискретных биполярных транзисторов, цифровых транзисторов и МОП-транзисторов (MOSFET), а мощные MOSFET подробнее рассматривает сторону МОП-транзисторов (MOSFET).

Где требуется высокое усиление

Высокоусилительная коммутация встречается по всей нашей линейке, и стоит различать варианты, поскольку составной транзистор — не единственный способ этого добиться.

Цифровые транзисторы со встроенным смещением интегрируют резистивную сеть базы внутри корпуса, поэтому усиление и входное поведение фиксируются на заводе, а количество внешних резисторов сокращается. VC143ZEF (SOT-523, NPN) и VC143ZME (SOT-723, NPN, 150 мВт) входят в эту группу. Они подходят для переключения малых сигналов с логическим управлением, но это одиночные приборы, а не каскоды.

Там, где ток нагрузки выше, композитный или составной транзистор оправдывает своё место. Для нагрузок в низкие сотни миллиампер дискретных NPN-приборов, таких как VC2N4401Z (TO-92, 600 мА) или VC8050X-0.3A и VCSS8050B-1.5A (SOT-23, последний — прибор класса 300 мВт), может быть достаточно при адекватном управлении базой. Когда управляющий источник слаб, а нагрузка тяжелее, умножение усиления композита является причиной выбрать его.

Выбор составного или композитного прибора

Работайте от нагрузки в обратном направлении. Установите пиковый ток, который прибор должен принимать или отдавать, напряжение питания и температуру окружающей среды внутри корпуса. Исходя из этого, оцените допустимое напряжение насыщения и результирующее рассеяние при ожидаемом коэффициенте заполнения. Затем подтвердите, что управляет базой или затвором: если источник может обеспечить только микроамперы, усиление составного транзистора или композита становится решающим параметром; если он может обеспечить миллиамперы, одиночный биполярный транзистор или небольшой МОП-транзистор (MOSFET) может быть меньше и дешевле.

Затем проверьте частоту переключения, поскольку более медленное выключение пары Дарлингтона имеет значение в ШИМ-схемах и в любой нагрузке, которая часто коммутируется. Наконец, согласуйте корпус с платой: DFNWB3x2-8L и DFNWB2x2-6L для композитов выше, SOT-23 и SOT-523 для многих дискретных деталей и TO-92 для монтажа в отверстия. Если вы рассматриваете альтернативу на МОП-транзисторе (MOSFET), обратите внимание, что наши N-канальные детали охватывают значения RDS(ON), такие как 160 мОм типично при VGS 4.5 В на VC9320A-1, поэтому сравнение потерь проводимости можно провести на реальных каталожных цифрах. Пришлите нам условия нагрузки, и мы подскажем, какие детали из ассортимента подходят.

Часто задаваемые вопросы

Когда мне следует использовать составной транзистор вместо одиночного биполярного?

Выбирайте составной транзистор, когда управляющий источник слаб относительно нагрузки — например, логический выход управляет реле или лампой — и вам нужны высокий коэффициент усиления по току и высокий входной импеданс. Примите более высокое напряжение насыщения и более медленное выключение как цену за это усиление.

Какие композитные детали доступны в каталоге?

Категория «Составные транзисторы / композитные транзисторы» включает VC5853DCJ, композит MOSFET-Шоттки в DFNWB3x2-8L с Vrrm 20 В, и VCMNT32D, мощный PNP-транзистор с N-МОП-транзистором (MOSFET) в DFNWB2x2-6L, предлагающий ультранизкое напряжение насыщения коллектор-эмиттер и высокий коэффициент усиления по току DC.

Может ли цифровой транзистор со встроенным смещением выполнять ту же работу?

Для переключения малых сигналов с логическим управлением часто да. Цифровые транзисторы, такие как VC143ZEF и VC143ZME, интегрируют резистивную сеть базы в корпусе. Однако они не являются каскодными парами, поэтому там, где ток нагрузки больше, а ток управления ограничен, составной или композитный прибор является более подходящим выбором.