डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर

इलेक्ट्रॉनिक्स में, डार्लिंगटन कॉन्फ़िगरेशन (जिसे आमतौर पर डार्लिंगटन जोड़ी कहा जाता है) नामक एक मल्टी-ट्रांसिस्टर कॉन्फ़िगरेशन एक सर्किट है, जिसमें दो द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर शामिल हैं, जो दूसरे के आधार से जुड़े एक ट्रांजिस्टर के एमिटर के साथ हैं, जैसे कि पहले ट्रांजिस्टर द्वारा प्रवर्धित किया गयादूसरे द्वारा आगे बढ़ाया जाता है। दोनों ट्रांजिस्टर के संग्राहक एक साथ जुड़े हुए हैं।इस कॉन्फ़िगरेशन में प्रत्येक ट्रांजिस्टर की तुलना में बहुत अधिक वर्तमान लाभ है।यह काम करता है और अक्सर एकल ट्रांजिस्टर के रूप में पैक किया जाता है।इसका आविष्कार 1953 में सिडनी डार्लिंगटन द्वारा किया गया था।

व्यवहार
डार्लिंगटन जोड़ी एक एकल ट्रांजिस्टर की तरह व्यवहार करती है, जिसका अर्थ है कि इसमें एक आधार, कलेक्टर और एमिटर है।यह आम तौर पर एक उच्च वर्तमान लाभ बनाता है (दो ट्रांजिस्टर के लाभ का लगभग उत्पाद, इस तथ्य के कारण कि उनके β मान एक साथ गुणा करते हैं)। यौगिक वर्तमान लाभ और व्यक्तिगत लाभ के बीच एक सामान्य संबंध द्वारा दिया जाता है:
 * $$\beta_\mathrm{Darlington} = \beta_1 \cdot \beta_2 + \beta_1 + \beta_2$$

अगर बी1 and β2पर्याप्त उच्च (सैकड़ों) हैं, इस संबंध के साथ अनुमान लगाया जा सकता है:
 * $$\beta_\mathrm{Darlington} \approx \beta_1 \cdot \beta_2$$

लाभ
एक विशिष्ट डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में 1000 या उससे अधिक का वर्तमान लाभ होता है, ताकि जोड़ी को बहुत अधिक स्विच किए गए धाराओं पर स्विच करने के लिए केवल एक छोटे से आधार वर्तमान की आवश्यकता हो। एक अन्य लाभ में सर्किट के लिए एक बहुत ही उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करना शामिल है जो आउटपुट प्रतिबाधा में समान कमी में भी अनुवाद करता है।

इस सर्किट को बनाने में आसानी भी एक लाभ प्रदान करती है।यह केवल दो अलग -अलग एनपीएन (या पीएनपी) ट्रांजिस्टर के साथ बनाया जा सकता है, और विभिन्न प्रकार के एकल पैकेजों में भी उपलब्ध है।

नुकसान
एक दोष बेस -एमिटर वोल्टेज का अनुमानित दोगुना है।चूंकि डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर के आधार और एमिटर के बीच दो जंक्शन हैं, इसलिए बराबर बेस -एमिटर वोल्टेज दोनों बेस -एमिटर वोल्टेज का योग है:
 * $$V_{BE} = V_{BE1} + V_{BE2} \approx 2V_{BE1}\!$$

सिलिकॉन-आधारित तकनीक के लिए, जहां प्रत्येक वीBEiलगभग 0.65 V है जब डिवाइस सक्रिय या संतृप्त क्षेत्र में काम कर रहा है, तो जोड़ी का आवश्यक आधार -एमिटर वोल्टेज 1.3 V है।

डार्लिंगटन जोड़ी का एक और दोष इसकी बढ़ी हुई संतृप्ति वोल्टेज है।आउटपुट ट्रांजिस्टर को संतृप्त करने की अनुमति नहीं है (यानी इसका बेस-कॉलेक्टर जंक्शन रिवर्स-बायस्ड रहना चाहिए) क्योंकि पहला ट्रांजिस्टर, जब संतृप्त होता है, तो कलेक्टर और दूसरे ट्रांजिस्टर के आधार के बीच पूर्ण (100%) समानांतर नकारात्मक प्रतिक्रिया स्थापित करता है। चूंकि कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज अपने स्वयं के बेस-एमिटर वोल्टेज और पहले ट्रांजिस्टर के कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज के योग के बराबर है, दोनों सामान्य ऑपरेशन में सकारात्मक मात्रा में, यह हमेशा बेस-एमिटर वोल्टेज से अधिक होता है।(प्रतीकों में, $$\mathrm{V_{CE2} = V_{CE1} + V_{BE2} > V_{BE2}} \Rightarrow \mathrm{V_{C2} > V_{B2}}$$ हमेशा।) इस प्रकार डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर का संतृप्ति वोल्टेज एक वी हैBE(सिलिकॉन में लगभग 0.65 वी) एक एकल ट्रांजिस्टर संतृप्ति वोल्टेज से अधिक है, जो आमतौर पर सिलिकॉन में 0.1 - 0.2 वी है।समान कलेक्टर धाराओं के लिए, यह दोष एक एकल ट्रांजिस्टर पर डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर के लिए विघटित शक्ति में वृद्धि का अनुवाद करता है।टीटीएल लॉजिक सर्किट संचालित होने पर बढ़े हुए कम आउटपुट स्तर परेशानियों का कारण बन सकता है।

एक अन्य समस्या स्विचिंग गति या प्रतिक्रिया में कमी है, क्योंकि पहला ट्रांजिस्टर दूसरे के आधार वर्तमान को सक्रिय रूप से रोक नहीं सकता है, जिससे डिवाइस को स्विच करने के लिए धीमा हो जाता है।इसे कम करने के लिए, दूसरे ट्रांजिस्टर में अक्सर इसके आधार और एमिटर टर्मिनलों के बीच जुड़े कुछ सौ ओम का अवरोधक होता है। यह रोकनेवाला बेस-एमिटर जंक्शन पर संचित चार्ज के लिए एक कम-प्रतिबाधा निर्वहन पथ प्रदान करता है, जिससे तेजी से ट्रांजिस्टर टर्न-ऑफ की अनुमति मिलती है।

डार्लिंगटन जोड़ी में एकल ट्रांजिस्टर की तुलना में उच्च आवृत्तियों पर अधिक चरण शिफ्ट होता है और इसलिए यह नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ अधिक आसानी से अस्थिर हो सकता है (यानी, इस कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने वाले सिस्टम अतिरिक्त ट्रांजिस्टर देरी के कारण खराब प्रदर्शन कर सकते हैं)।

पैकेजिंग
डार्लिंगटन जोड़े एकीकृत पैकेज के रूप में उपलब्ध हैं या दो असतत ट्रांजिस्टर से बनाए जा सकते हैं;क्यू1, the left-hand transistor in the diagram, can be a low power type, but normally Q2 (on the right) will need to be high power. The maximum collector current IC(max) of the pair is that of Q2. A typical integrated power device is the 2N6282, which includes a switch-off resistor and has a current gain of 2400 at IC= 10 ए।

एकीकृत उपकरण दो व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर की तुलना में कम जगह ले सकते हैं क्योंकि वे एक साझा कलेक्टर का उपयोग कर सकते हैं।एकीकृत डार्लिंगटन जोड़े ट्रांजिस्टर जैसे पैकेजों में या एक एकीकृत सर्किट में उपकरणों की एक सरणी (आमतौर पर आठ) के रूप में पैक किए गए हैं।

डार्लिंगटन ट्रिपल
एक तीसरे ट्रांजिस्टर को डार्लिंगटन जोड़ी में जोड़ा जा सकता है, और भी अधिक वर्तमान लाभ देने के लिए, एक डार्लिंगटन ट्रिपल बना रहा है।जोड़ी में दूसरे ट्रांजिस्टर का एमिटर तीसरे के आधार से जुड़ा हुआ है, क्योंकि पहले ट्रांजिस्टर का एमिटर दूसरे के आधार से जुड़ा हुआ है, और सभी तीन ट्रांजिस्टर के कलेक्टरों को एक साथ जोड़ा जाता है।यह तीन ट्रांजिस्टर के लाभ के उत्पाद के बराबर वर्तमान लाभ देता है।हालांकि बढ़े हुए वर्तमान लाभ अक्सर संवेदनशीलता और संतृप्ति वर्तमान समस्याओं को सही नहीं ठहराते हैं, इसलिए इस सर्किट का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।

अनुप्रयोग
डार्लिंगटन जोड़े अक्सर पावर ऑडियो एम्पलीफायरों के पुश-पुल आउटपुट चरणों में उपयोग किए जाते हैं जो अधिकांश ध्वनि प्रणालियों को चलाते हैं।पूरी तरह से पुश-पुल आउटपुट में | सममित पुश-पुल सर्किट दो डार्लिंगटन जोड़े सकारात्मक और नकारात्मक आपूर्ति से आउटपुट को चलाने वाले एमिटर फॉलोअर्स के रूप में जुड़े हुए हैं: एक एनपीएन डार्लिंगटन जोड़ी सकारात्मक रेल से जुड़ी होती है जो आउटपुट के सकारात्मक भ्रमण के लिए वर्तमान प्रदान करती है, औरएक पीएनपी डार्लिंगटन जोड़ी नकारात्मक रेल से जुड़ी जो नकारात्मक भ्रमण के लिए वर्तमान प्रदान करती है।

अच्छी गुणवत्ता वाले पीएनपी पावर ट्रांजिस्टर उपलब्ध होने से पहले, पुश-पुल आउटपुट | अर्ध-सममित पुश-पुल सर्किट का उपयोग किया गया था, जिसमें सकारात्मक आपूर्ति रेल से जुड़े केवल दो ट्रांजिस्टर एक एनपीएन डार्लिंगटन जोड़ी थे, और नकारात्मक रेल से जोड़ीदो और एनपीएन ट्रांजिस्टर आम-एमिटर एम्पलीफायरों के रूप में जुड़े थे।

सुरक्षा
डार्लिंगटन जोड़ी सुरक्षित क्षेत्र वोल्टेज पर भी त्वचा के संपर्क द्वारा पारित करंट का जवाब देने के लिए पर्याप्त संवेदनशील हो सकती है।इस प्रकार यह एक स्पर्श-संवेदनशील स्विच का एक नया इनपुट चरण बना सकता है।

प्रवर्धन
डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर का उपयोग उच्च-वर्तमान सर्किट जैसे LM1084 वोल्टेज नियामक में किया जा सकता है। अन्य उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों में मोटर्स या रिले के कंप्यूटर नियंत्रण को शामिल करने वाले शामिल हो सकते हैं, जहां वर्तमान को कंप्यूटर आउटपुट लाइन के सुरक्षित निम्न स्तर से कनेक्टेड डिवाइस द्वारा आवश्यक राशि तक बढ़ाया जाता है।

यह भी देखें

 * विद्युत रोधित गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर
 * ULN2003A
 * Sziklai जोड़ी, कभी -कभी पूरक डार्लिंगटन कहा जाता है, एक समान विन्यास लेकिन विपरीत प्रकार के ट्रांजिस्टर के साथ (एक एनपीएन और एक पीएनपी)

बाहरी संबंध

 * "Semiconductor signal translating device" (Darlington transistor)
 * A Darlington pair motor speed control circuit
 * ECE 327: Procedures for Output Filtering Lab – Section 4 ("Power Amplifier") discusses Darlington pairs in the design of a BJT-based class-AB current driver in detail.
 * ECE 327: Procedures for Output Filtering Lab – Section 4 ("Power Amplifier") discusses Darlington pairs in the design of a BJT-based class-AB current driver in detail.

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