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Pares Darlington e Sziklai

Os pares Darlington e Sziklai são configurações com transistores BJT. A comparação entre ambos e alguns circuitos são mostrados neste post.

Se você não sabe como funciona o transistor BJT, clique no link abaixo antes de continuar.

Como funciona o transistor BJT?Clique aqui

Par Darlington

Par Darlington
Nesta configuração, dois transistores se comportam como um só.

A corrente de entrada entra na base (B) do primeiro transistor T1. A corrente de emissor, que é a soma das correntes de base e coletor, vai para a base de T2, amplificando ainda mais a corrente em T2. O ganho (h_{FE} ou \beta) do par é:

\beta=\beta_{T1}\cdot\beta_{T2}+\beta_{T1}+\beta_{T2}

Onde \beta_{T1} e \beta_{T2} são os ganhos individuais dos transistores T1 e T2, respectivamente. A combinação Darlington é usada em aplicações que requerem alta amplificação de sinal e controle de componentes de alta potência.

Pares Darlington com transistores npn e pnp.
Pares Darlington com transistores npn e pnp.
transistores Darlington
Transistores de potência com o encapsulamento, como mostra a imagem, possuem pares Darlington integrados.

Exemplos de circuitos

circuitos mostrando a diferença do par Darlington
Estes circuitos servem para mostrar a diferença de ganho de corrente quando se usa um par Darlington, em comparação com um único transistor. O BJT npn usado é o S9013H, cujo datasheet está neste link. Touch sensor=sensor de toque, que é formado por duas pequenas placas de circuito impresso e um pequeno espaço isolante entre elas. Enquanto os LEDs D1 e D2 são vermelhos.

O vídeo a seguir mostra os circuitos em uma protoboard. O LED acende quando toca no sensor, note a diferença de brilho entre os LEDs.

Este outro circuito usa uma configuração Darlington com o transistor pnp S9012H, cujo datasheet está aqui. Possui um módulo sensor de efeito Hall KY-003, que quando detecta um campo magnético, o buzzer apita e o pequeno LED no módulo acende.

O esquemático do circuito. As pilhas são meramente ilustrativas, usei a fonte da bancada.
Os terminais do S9012H no datasheet.

Par Sziklai

Esta configuração usa um transistor npn e um pnp. A fórmula do ganho deste par, considerando \beta_{T1} como o ganho do BJT T1, cujo coletor é ligado à base de T2.

\beta=\beta_{T1}\cdot\beta_{T2}+\beta_{T1}

Em alguns casos, por simplificação, considera-se os ganhos dos pares Darlington e Szilklai simplesmente como o produto dos ganhos individuais dos transistores. Se colocar um capacitor na realimentação, ligando a base de um com o coletor do outro, o circuito se torna um oscilador.

Este oscilador produz um som audível emitido pelo alto-falante (FTE). O R1 é para evitar a queima do S9012H e o potenciômetro POT1 varia a frequência do som.
O oscilador em uma ponte de terminais.

O vídeo mostrando o funcionamento de ambos os projetos.

Comparando as configurações Darlington e Sziklai

Uma das vantagens do par Sziklai, é que este precisa de uma tensão base-emissor (V_{BE}) entre 0,3V e 0,7V para entrar em saturação, a mesma de um único BJT. Enquanto a configuração Darlington requer 1,2V. Como resultado, o Darlington dissipa mais potência e tem um tempo de resposta mais lento. Por outro lado, o ganho de Sziklai é menor.

Alguns pares usam um resistor de bypass, posicionado como mostra a figura, com o intuito de descarregar a capacitância parasita. Inclua o resistor, se a velocidade de comutação do circuito for relevante. Fonte: circuit cellar.

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