Моделирование характеристик транзистора Дарлингтона

Составной транзистор (транзистор Дарлингтона) - объединение двух или более биполярных транзисторов с целью увеличения коэффициента усиления по току. Такой транзистор используется в схемах, работающих с большими токами (например, в схемах стабилизаторов напряжения, выходных каскадов усилителей мощности) и во входных каскадах усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс. До появления полевых транзисторов этот транзистор использовался в двух основных назначениях: как элемент с высоким входным сопротивлением и как элемент с большим коэффициентом усиления по току.

Рис. 43. Схема моделирования входных, выходных и частотных характеристик транзистора Дарлингтона

Входная характеристика

Параметры моделирования:

.DC LIN I_I1 0 0.5m 0.01m

.STEP V_V1 LIST 10 20 30

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 44. Входные характеристики транзистора Дарлингтона при разных напряжениях коллектора

Как видно из рисунка входное напряжение складывается из двух падений напряжений на эмиттерных переходах транзистора.

Выходная характеристика

Параметры моделирования:

.DC LIN V_V1 0 20 0.01

.STEP I_I1 LIST 0 0.2m 0.25m 0.3m 0.35m 0.4m 0.45m 0.5m

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 45. Выходные характеристики транзистора Дарлингтона при разных токах базы

Как видно из графика у транзистора Дарлингтона выходная ВАХ начинается не с нулевого значения напряжения в отличие от обычного биполярного транзистора.

Параметры моделирования:

.AC LIN 1000 10 2Meg

.STEP V_V1 LIST 10 20 30

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 46. Частотная зависимость тока транзистора Дарлингтона при разных напряжениях коллектора

С увеличением напряжения на коллекторе, частотные свойства транзистора Дарлингтона практически не изменяются. В тоже время заметно существенное ухудшение частотных свойств транзистора Дарлингтона (из-за последовательного включения двух транзисторов) по сравнению с обычным биполярным транзистором.

Параметры моделирования:

.AC LIN 1000 10 2Meg

.STEP I_I1 LIST 100u 500u 1000u

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 47. Частотная зависимость выходного тока транзистора Дарлингтона при разных входных токах

Как видно из графика граничная частота практически не изменяется с изменением входного тока, в то время как статический коэффициент усиления изменяется существенно, что хорошо заметно на графике токовой зависимости статического коэффициента усиления по току от тока базы приведённым ниже.

Параметры моделирования:

.DC LIN I_I1 0.1u 5000u 0.1u

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 48. График токовой зависимости статического коэффициента усиления по току от тока базы транзистора Дарлингтона

Из данного графика видна более существенная зависимость усилительных свойств транзистора от выбора рабочей точки.

Читайте также

Поверка электронного вольтметра В7-26 по напряжению постоянного тока
Считается, что первый вольтметр изобрел М. Фарадей, причем в 1830 году, ещё за год до того, как он же открыл явление электромагнитной индукции, на котором основано действие целого класса ...

Параллельное развитие аналоговой и цифровой вычислительной техники
Вычислительная техника сегодня является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Основой современной научно-технической революции является бурное развитие средств об ...

Проектирование дискретного устройства
На современном этапе развития транспорта наблюдается бурный рост темпов и объемов перевозок, особенно на железнодорожном транспорте в силу высокой скорости и невысокой стоимости грузопер ...