4.16.    Составной транзистор

Коэффициент усиления каскадов,  выполненных на биполярных транзисторах, определяется коэффициентом передачи тока транзистора в схеме с ОЭ  (h21э). Увеличение этого коэффициента в ряде случаев  позволяет существенно упростить схемотехнику проектируемых усилительных устройств. Так, при построении многокаскадных усилителей  можно обойтись меньшим числом каскадов  или при управлении мощной нагрузкой отказаться от промежуточных усилителей мощности  и управлять значительной мощностью  непосредственно от маломощного источника.

Увеличить  h21э можно чисто схемотехническим путем за счет каскадного включения нескольких транзисторов. Применительно к транзисторам одного типа проводимости  такие схемы были впервые  предложены Дарлингтоном и поэтому часто называются схемами Дарлингтона  или составными транзисторами.

Составной транзистор (пара Дарлингтона), получаемый соединением коллекторов и эмиттера Э1 с базой Б2 (рис. 4.13), характеризуется большим входным сопротивлением, большим коэффициентом передачи базового тока b и меньшим выходным сопротивлением на переменном сигнале по сравнению с одиночным БТ.

Интегральный коэффициент передачи по току составного транзистора (bD) определяется следующим образом:

bD = iкD/iбD = iкD/iб1 = (iк1 + iк2)/iб1 =  (b1iб1 + b2iб2)/iб1 = (b1iб1 + b2iэ1)/iб1 =

= (b1iб1 + b2 (b1 + 1)iб1)/iб1 = b1 + b2 (b1 + 1) = b1 + b2b1 + b2.

Если составной транзистор (СТ) синтезирован на основе одинаковых транзисторов (b1 = b2 = b), то

bD = b(b + 2),

т.е. bD характеризуется квадратичным увеличением.

Суммарное входное сопротивление (h11эD) составного транзистора больше входного сопротивления одиночного транзистора, так как входы Т1 и Т2 включены последовательно, т.е.

h11эD = uвхD/iбD = (uвх1 + uвх2)/iб1 = (iб1h11э1 + iб2h11э2)/iб1 = (iб1h11э1 + iэ1h11э2)/iб1 =

= (iб1h11э1 + (b1 + 1)iб1h11э2)/iб1 = h11э1 + (b1 + 1)h11э2.

Из итогового выражения видно, суммарное входное сопротивление определяется в основном входным сопротивлением второго транзистора и коэффициентом передачи по току первого транзистора.

Так как коллекторные цепи транзисторов включены параллельно (см. рис.4.13), следовательно, суммарная проводимость составного транзистора (h22эD) возрастает (выходное сопротивление уменьшается).

На практике составные транзисторы могут быть реализованы на основе соответствующего соединения одиночных транзисторов, но промышленностью также выпускаются уже готовые составные транзисторы, конструктивно оформленные в едином корпусе.