Составным транзистором называется соединение двух и более транзисторов, эквивалентное одному транзистору, но с большим коэффициентом усиления или другими отличительными свойствами. Известно несколько схем составного транзистора.
1. Схема Дарлингтона. Она характеризуется тем, что входные цепи всех входящих в нее транзисторов соединены последовательно, а выходные цепи – параллельно (рис. 3.44). Транзисторы VT1 и VT2 , входящие в состав составного транзистора, можно представить в виде одного транзистора с выводами эмиттера (Э), базы (Б) и коллектора (К). Коллекторный ток составного транзистора равен сумме коллекторных токов, входящих в него транзисторов:
| . | (3.61) |
Коллекторный ток транзистора VT1:
| , | (3.62) |
где – коэффициент усиления по току транзистора VT1.
Рис. 3.45. Составной транзистор по схеме Дарлингтона
Коллекторный ток транзистора VT1:
| , | (3.63) |
где – коэффициент усиления по току транзистора VT2, – ток базы транзистора VT2.
Учитывая, что , получаем
Коэффициент усиления по току составного транзистора:
| . | (3.64) |
Подставляя сюда значения и , получаем
| . | (3.65) |
Входное сопротивление составного транзистора
| , | (3.66) |
Выходное сопротивление составного транзистора
| , | (3.67) |
где и входные сопротивления транзисторов VT1 и VT2 соответственно.
Очевидно, что мощность транзистора VT2 должна быть больше мощности транзистора VT1, т. к. .
Следует отметить, что в схему составного транзистора Дарлингтона может быть включено и большее количество отдельных транзисторов.
2. Составной транзистор на комплементарных транзисторах (рис. 3.45) – транзисторов противоположных типов электропроводности p-n-p и n-p-n. Эта схема составного транзистора эквивалентна эмиттерному повторителю – транзистору, включенному по схеме с общим коллектором. Он имеет большое входное сопротивление и малое выходное, что очень важно во входных каскадах усиления.
Рис. 3.46. Схема на комплементарных транзисторах
3. Составной транзистор, выполненный по так называемой каскодной схеме (рис. 3.46). Она характеризуется тем, что транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером, а транзистор VT2 – по схеме с общей базой. Такой составной транзистор эквивалентен одиночному транзистору, включенному по схеме сообщим эмиттером, но при этом он имеет гораздо лучшие частотные свойства и большую неискаженную мощность в нагрузке.
Рис. 3.47. Каскодная схема
Выводы:
Соединение из двух или трёх транзисторов – составной транзистор – позволяет получить существенное увеличение коэффициента усиления по току или другие отличительные свойства по сравнению с одиночным транзистором.
Рисунок 5.10
При этом
(5.4)
От выбранного значения тока делителя Iд = Ес/(R1+R2) зависят сопротивления резисторов R1 и R2. Поэтому ток делителя выбирают исходя из обеспечения требуемого входного сопротивления усилителя.