- Darlington Transistor Pair at ang Pag-configure nito:
- Darlington Transistor Pair Kasalukuyang Pagkalkula ng Kita:
- Halimbawa ng Darlington Transistor:
- Application ng Darlington Transistor:
- Ano ang isang Identical Darlington Transistor?
- Darlington Transistor IC:
- Paglipat ng isang Motor gamit ang ULN2003 IC:
Ang Darlington transistor ay naimbento noong 1953, ng isang electrical engineer at imbentor ng Estados Unidos, na si Sidney Darlington.
Gumagamit ang Darlington transistor ng dalawang karaniwang BJT (Bi-polar junction transistor) transistors na konektado nang magkasama. Ang Darlington transistor na konektado sa isang pagsasaayos kung saan ang isa sa emitor ng transistor ay nagbibigay ng kasalukuyang kampi sa base ng iba pang transistor.
Darlington Transistor Pair at ang Pag-configure nito:
Kung nakikita natin ang simbolo ng Darlington Transistor malinaw na makikita natin kung paano nakakonekta ang dalawang transistors. Sa mga imaheng nasa ibaba, ipinapakita ang dalawang uri ng Darlington transistor. Sa kaliwang bahagi ito ay NPN Darlington at sa kabilang panig ito ay ang PNP Darlington. Maaari nating makita ang NPN Darlington na binubuo ng dalawang NPN transistors, at ang PNP Darlington ay binubuo ng dalawang PNP transistors. Ang unang emitor ng transistor ay direktang konektado sa kabuuan ng base ng iba pang transistor, din ang kolektor ng dalawang transistors ay magkakakonekta. Ginagamit ang pagsasaayos na ito para sa parehong NPN at PNP Darlington transistors. Sa pagsasaayos na ito, ang pares o ang Darlington transistor ay gumagawa ng mas mataas na pakinabang at malaking kakayahan sa pagpapalaki.
Ang isang normal na BJT transistor (NPN o PNP) ay maaaring gumana sa pagitan ng dalawang estado, ON at OFF. Kailangan naming magbigay ng kasalukuyang sa base na kumokontrol sa kasalukuyang kolektor. Kapag nagbibigay kami ng sapat na kasalukuyang sa base, ang BJT ay pumapasok sa mode na saturation at ang kasalukuyang dumadaloy mula sa kolektor patungo sa emitter. Ang kasalukuyang kolektor na ito ay direktang proporsyonal sa kasalukuyang batayan. Ang ratio ng kasalukuyang kasalukuyang at kasalukuyang kolektor ay tinatawag na kasalukuyang pakinabang ng transistor na tinukoy bilang Beta (β). Sa tipikal na BJT transistor ang kasalukuyang makakuha ay limitado depende sa pagtutukoy ng transistor. Ngunit sa ilang mga kaso ang application ay nangangailangan ng higit pang kasalukuyang pakinabang na hindi maibibigay ng isang solong BJT transistor. AngAng pares ng Darlington ay perpekto para sa application kung saan kinakailangan ang mataas na kasalukuyang kita.
Pag-configure sa Cross:
Gayunpaman, ang pagsasaayos na ipinakita sa imahe sa itaas, gumagamit ng alinman sa dalawang PNP o dalawang NPN, may iba pang pagsasaayos ng Darlington o magagamit din ang cross configure, kung saan ginagamit ang isang PNP sa NPN, o isang NPN ang ginamit sa PNP. Ang ganitong uri ng cross config ay tinatawag bilang Sziklai Darlington pares config o Push-Pull configure.
Sa imahe sa itaas ang mga pares ng Sziklai Darlington ay ipinapakita. Ang pagsasaayos na ito ay gumagawa ng mas kaunting init at may mga pakinabang tungkol sa oras ng pagtugon. Tatalakayin natin ang tungkol dito sa paglaon. Ginagamit ito para sa class AB amplifier o kung saan kinakailangan ang mga Push-Pull topologies.
Narito ang ilang mga proyekto kung saan ginamit namin ang Darlington Transistors:
- Bumubuo ng Mga Tono sa pamamagitan ng Pag-tap sa Mga Daliri gamit ang Arduino
- Simpleng Lie Detector Circuit gamit ang Transistors
- Long Range IR Transmitter Circuit
- Line Follower Robot gamit ang Arduino
Darlington Transistor Pair Kasalukuyang Pagkalkula ng Kita:
Sa larawan sa ibaba makikita natin ang dalawang PNP o dalawang NPN transistors na magkakaugnay na konektado.
Ang pangkalahatang kasalukuyang nakuha ng pares ng Darlington ay magiging-
Kasalukuyang pakinabang (hFE) = Unang transistor makakuha (hFE 1) * Pangalawang transistor makakuha (hFE 2)
Sa imaheng nasa itaas, dalawang NPN transistor ang lumikha ng isang pagsasaayos ng NPN Darlington. Ang dalawang NPN transistors na T1 at T2 ay konektado magkasama sa isang pagkakasunud-sunod kung saan, nakakonekta ang mga kolektor ng T1 at T2. Ang unang transistor T1 na nagbibigay ng kinakailangang base kasalukuyang (IB2) sa pangalawang base ng transistor T2. Kaya, ang batayang kasalukuyang IB1, na kinokontrol ang T1 ay kinokontrol ang kasalukuyang daloy sa base ng T2.
Kaya, ang kabuuang kasalukuyang nakuha (β) ay nakakamit, kapag ang kasalukuyang kolektor ay
β * IB as hFE = fFE 1 * hFE 2
Tulad ng dalawang kolektor ng transistors ay konektado magkasama, Kabuuang Collector kasalukuyang (IC) = IC1 + IC2
Ngayon tulad ng tinalakay sa itaas, nakukuha namin ang kasalukuyang Kolektor β * IB 1
Sa sitwasyong ito, ang kasalukuyang nakuha ay pagkakaisa o mas malaki sa isa.
Tingnan natin kung paano ang kasalukuyang pakinabang ay ang pagpaparami ng kasalukuyang pakinabang ng dalawang transistor.
Ang IB2 ay kinokontrol ng kasalukuyang emitter ng T1, na kung saan ay IE1. Ang IE1 ay direktang konektado sa kabuuan ng T2. Kaya, ang IB2 at IE1 ay pareho.
IB2 = IE1.
Maaari nating baguhin ang ugnayan na ito nang higit pa
IC 1 + IB 1
Ang pagbabago ng IC1 tulad ng ginawa namin dati, nakukuha natin
β 1 IB 1 + IB 1 IB 1 (β 1 + 1)
Ngayon tulad ng dati, nakita natin iyon
IC = β 1 IB 1 + β 2 IB 2 Bilang, IB2 o IE2 = IB1 (β1 + 1) IC = β 1 IB 1 + β 2 IB 1 (β1 + 1) IC = β 1 IB 1 + β 2 IB 1 β 1 + β 2 IB 1 IC = { β 1 + (β 1 + β 2) + β 2 }
Kaya, ang kabuuang kasalukuyang kolektor ng IC ay isang kombinasyong nakuha ng indibidwal na nakuha ng mga transistors.
Halimbawa ng Darlington Transistor:
Ang isang 60W load na may 15V input boltahe ay kailangang ilipat gamit ang dalawang NPN transistors, na lumilikha ng isang pares ng Darlington. Ang unang makakuha ng Transistor ay magiging 30 at ang pangalawang makakuha ng transistor ay magiging 95. Kalkulahin namin ang kasalukuyang batayan para sa paglipat ng load.
Tulad ng alam natin, kapag ang load ay bubuksan, ang kasalukuyang kolektor ay ang kasalukuyang pag-load. Alinsunod sa batas sa kapangyarihan, ang kasalukuyang kolektor (IC) o ang Load current (IL) ay magiging
I L = I C = Power / Boltahe = 60/15 = 4Amps
Tulad ng base kasalukuyang makakuha para sa unang transistor ay magiging 30 at para sa pangalawang transistor ay magiging 95 (β1 = 30 at β2 = 95) maaari nating kalkulahin ang kasalukuyang batayan na may sumusunod na equation -
Kaya, kung ilalapat natin ang 1.3mA ng kasalukuyang kabuuan sa unang base ng transistor, ang Load ay lilipat ng " ON " at kung ilalapat namin ang 0 mA kasalukuyang o pinagbatayan ang batayan ang load ay lilipat ng " OFF ".
Application ng Darlington Transistor:
Ang aplikasyon ng Darlington transistor ay kapareho ng normal na BJT Transistor.
Sa imaheng nasa itaas ang NPN Darlington transistor ay ginagamit para sa paglipat ng load. Ang pagkarga ay maaaring maging anumang mula sa Inductive o Resistive load. Ang Base risistor R1 ay nagbibigay ng kasalukuyang Base sa NPN Darlington transistor. Ang R2 risistor ay upang limitahan ang kasalukuyang sa load. Nalalapat ito para sa mga tukoy na pag-load na nangangailangan ng kasalukuyang paglilimita sa matatag na operasyon. Tulad ng ipinapahiwatig ng halimbawa na ang kasalukuyang kasalukuyang kinakailangan ay napakababa, maaari itong ilipat mula sa mga unit ng Microcontroller o Digital logics na madali. Ngunit kapag ang pares ng Darlington ay nasa puspos na rehiyon o ganap na nasa kondisyon, mayroong pagbagsak ng boltahe sa base at emitter. Ito ay isang pangunahing kawalan para sa isang pares ng Darlington. Ang boltahe ay bumaba mula sa.3V hanggang 1.2v. Dahil sa pagbagsak ng boltahe na ito, ang Darlington transistor ay naging mas mainit kapag nasa ganap na mode at nagbibigay ng kasalukuyang sa pagkarga. Gayundin, dahil sa pagsasaayos ang pangalawang risistor ay nakabukas ng unang risistor, ang Darlington Transistor ay gumagawa ng mas mabagal na oras ng pagtugon. Sa ganitong kaso ang pagsasaayos ng Sziklai ay nagbibigay ng kalamangan sa oras ng pagtugon at pagganap ng thermal.
Ang isang tanyag na transistor ng NPN Darlington ay BC517.
Tulad ng datasheet ng BC517, ang nasa itaas na graph ay nagbibigay ng kasalukuyang DC na nakuha na BC517. Tatlong kurba mula sa mas mababa hanggang sa mas mataas ayon sa pagkakabanggit ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa temperatura ng paligid. Kung nakita namin ang 25 degree na curve ng temperatura sa ambient, ang kasalukuyang nakuha ng DC ay maximum kung ang kasalukuyang kolektor ay nasa paligid ng 150mA.
Ano ang isang Identical Darlington Transistor?
Ang magkaparehong Darlington Transistor ay may dalawang magkaparehong pares na may eksaktong parehong detalye na may parehong kasalukuyang pakinabang para sa bawat isa. Nangangahulugan iyon na ang kasalukuyang pakinabang ng unang transistor β1 ay kapareho ng pangalawang transistors kasalukuyang makakuha ng β2.
Gamit ang kasalukuyang formula ng kolektor ng kasalukuyang makakuha ng Identical Transistor ay-
IC = {{ β 1 + (β2 * β1) + β 2} * IB} IC = {{ β 1 + (β2 * β1) + β 1} * IB} β 2 = IB / IC
Ang kasalukuyang makakuha ay magiging mas mataas. Ang mga halimbawa ng pares ng NPN Darlington ay ang mga halimbawa ng pares ng TIP120, TIP121, TIP122, BC517 at PNP Darlington ay ang BC516, BC878, at TIP125.
Darlington Transistor IC:
Pinapayagan ng pares ng Darlington ang mga gumagamit na magmaneho ng higit pang mga application ng kuryente sa pamamagitan ng ilang milliamp ng kasalukuyang mapagkukunan mula sa micro controller o mababang kasalukuyang mga mapagkukunan.
Ang ULN2003 ay isang maliit na tilad na ginagamit sa electronics na nagbibigay ng mataas na kasalukuyang arrays ng Darlington na may pitong output na bukas - kolektor. Ang pamilyang ULN ay binubuo ng ULN2002A, ULN2003A, ULN2004A, tatlong magkakaibang variant sa maraming mga pagpipilian sa package. Ang ULN2003 ay malawakang ginagamit na variant sa serye ng ULN. Kasama sa Device na ito ang mga diode ng pagsugpo sa loob ng integrated circuit, na isang karagdagang tampok sa pagmamaneho ng inductive load gamit ito.
Ito ang panloob na istraktura ng ULN2003 IC. Ito ay 16pin dip package. Tulad ng nakikita natin ang input at output pin ay eksaktong kabaligtaran, dahil dito mas madali para sa pagkonekta sa IC at gawing mas simple ang disenyo ng PCB.
Mayroong pitong bukas na mga pin ng kolektor ay magagamit. Ang isang karagdagang pin ay magagamit din na kung saan ay kapaki-pakinabang para sa inductive load na may kaugnayan sa application, maaari itong maging motor, solenoids, relay, na nangangailangan ng freewheeling diode, maaari nating gawin ang koneksyon gamit ang pin na iyon.
Ang mga input pin ay katugma upang magamit sa TTL o CMOS, sa kabilang panig ang mga output pin ay may kakayahang lumubog ng mataas na alon. Tulad ng bawat datasheet, ang mga pares ng Darlington ay may kakayahang lumubog ng 500mA ng kasalukuyang at maaaring tiisin ang 600mA ng kasalukuyang rurok.
Sa itaas na imahe ang aktwal na koneksyon ng Darlington array ay ipinapakita para sa bawat driver. Ginagamit ito sa pitong mga driver, binubuo ng bawat driver ang circuit na ito.
Kapag ang mga input pin ng ULN2003, mula sa pin 1 hanggang pin 7, ay ibinigay na Mataas, ang output ay mababa at ito ay lalubog sa kasalukuyan sa pamamagitan nito. At kapag nagbibigay kami ng Mababang sa input pin ang output ay nasa mataas na estado ng impedance, at hindi ito lalubog sa kasalukuyang. Ang pin 9 ay ginagamit para sa freewheel diode; dapat itong laging konektado sa VCC, kapag lumilipat ng anumang inductive load gamit ang ULN series. Maaari din tayong magmaneho ng mas kasalukuyang mga aplikasyon sa pamamagitan ng pagkakapantay sa mga input at output ng dalawang pares, tulad ng maaari naming ikonekta ang pin 1 na may pin 2 at sa kabilang banda ay maaaring ikonekta ang pin 16 at 15 at kahanay ng dalawang pares ng Darlington para sa pagmamaneho ng mas mataas na kasalukuyang mga karga.
Ginagamit din ang ULN2003 upang magmaneho ng mga stepper motor na may Microcontrollers.
Paglipat ng isang Motor gamit ang ULN2003 IC:
Sa video na ito ang motor ay nakakonekta sa isang bukas na pin ng output ng kolektor, sa kabilang banda ang pag-input, nagbibigay kami ng kasalukuyang 500nA (.5mA) kasalukuyang at pagkontrol sa 380mA ng kasalukuyang sa buong motor. Ito ay kung paano ang maliit na halaga ng kasalukuyang base ay maaaring makontrol ang mas mataas na kasalukuyang kolektor sa Darlington Transistor.
Gayundin, tulad ng ginamit na Motor , ang pin 9 ay konektado sa buong VCC upang magbigay ng proteksyon sa freewheeling.
Ang risistor ay nagbibigay ng mababang pag-pull up, paggawa ng mababang input kung walang kasalukuyang daloy na nagmumula sa mapagkukunan, na gumagawa ng output na mataas na impedance na humihinto sa motor. Mangyayari ang kabaligtaran kapag inilapat ang karagdagang kasalukuyang sa input pin.