Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Конфигурация транзистора пара Шиклая. Символы «C», «E» и «B» относятся к паре Шиклая, а не к отдельным транзисторам.

В электронике , то Sziklai пар , также известный как комплементарная пара обратной связи , представляет собой конфигурация из двух биполярных транзисторов , подобно паре Дарлингтон . [1] В отличие от схемы Дарлингтона, пара Шиклая имеет один транзистор NPN и один транзистор PNP , поэтому иногда ее также называют «дополнительным транзистором Дарлингтона». Конфигурация названа в честь ее изобретателя Джорджа Шиклая (патенты США 2792870 и 2791644).

Характеристики [ править ]

Текущий коэффициент усиления пары Шиклай аналогичен коэффициенту усиления пары Дарлингтона и является произведением текущих коэффициентов усиления двух транзисторов. На рисунке выше показана пара NPN-PNP, которая в целом действует как один транзистор NPN. При замене Q1 транзистором PNP и Q2 транзистором NPN пара в целом будет действовать как транзистор PNP.

Приложения [ править ]

В типичном применении пара Шиклая действует как один транзистор того же типа (например, NPN), что и Q1, и с очень высоким коэффициентом усиления по току (β). Эмиттер Q2 функционирует как коллектор. Следовательно, эмиттер Q2 обозначен буквой C на рисунке выше. Аналогичным образом, в типичном приложении коллектор Q2 (также подключенный к эмиттеру Q1) функционирует как эмиттер и поэтому обозначен буквой «E». Как и в случае с парой Дарлингтона, резистор (например, от 100 Ом до 1 кОм) может быть подключен между эмиттером и базой Q2, чтобы уменьшить время его выключения (т.е. улучшить его характеристики для высокочастотных сигналов). [1]

Преимущества [ править ]

Одним из преимуществ перед парой Дарлингтона является то, что базовое напряжение включения составляет всего около 0,6 В, или примерно половину от номинального напряжения включения 1,2 В. Как и Darlington, он может насыщать только до 0,6 В, что является недостатком для мощных каскадов.

Дополнительные выходные каскады на основе обратной связи [ править ]

Дополнительные пары обратной связи часто используются в выходных каскадах усилителей мощности из-за их преимуществ как в линейности, так и в полосе пропускания по сравнению с более распространенными выходными каскадами эмиттерного повторителя Дарлингтона. Они особенно полезны в усилителях, где предполагаемая нагрузка не требует использования параллельных устройств. [2]

Дополнительные пары обратной связи также могут иметь преимущество превосходной термической стабильности при правильных условиях. В отличие от традиционной конфигурации Дарлингтона, ток покоя намного более стабилен в отношении изменений температуры выходных транзисторов с более высокой мощностью по сравнению с драйверами с меньшей мощностью. [3] Это означает, что выходной каскад Sziklai в усилителе класса AB требует только, чтобы сервотранзистор или диоды смещения были термически согласованы с транзисторами драйвера меньшей мощности; их не нужно (и не следует) размещать на основном радиаторе. Это потенциально упрощает разработку и реализацию стабильного усилителя класса AB , уменьшая потребность в эмиттерных резисторах. [4] Это значительно уменьшает количество компонентов, которые должны находиться в тепловом контакте с радиатором, и снижает вероятность теплового разгона.

Оптимальный ток покоя в усилителе, использующем дополнительные пары обратной связи, также имеет тенденцию быть намного ниже, чем в выходных каскадах Дарлингтона, порядка 10 мА против 100 мА или более для некоторых выходных каскадов эмиттерного повторителя. Это означает, что потребляемая мощность в режиме ожидания составляет порядка нескольких ватт по сравнению с десятками ватт при той же производительности во многих случаях. [2] Это очень веская причина для использования пары Sziklai в случаях, когда выходная мощность умеренная (от 25 Вт до 100 Вт), точность воспроизведения критична и требуется относительно низкое энергопотребление в режиме ожидания.

Квазикомплементарные выходные каскады [ править ]

Исторически разработчики часто использовали «квазикомплементарную» конфигурацию, в которой используется пара кнопок Дарлингтона (т. Е. 2 ​​NPN-транзистора) и дополнительная пара обратной связи (т. Е. 1 PNP и 1 NPN-транзистор). Эта конфигурация, в которой используются 3 транзистора NPN и 1 транзистор PNP, была выгодна, потому что на протяжении десятилетий наиболее распространенными малосигнальными транзисторами были германиевые PNP (кремниевые силовые транзисторы PNP развивались медленнее и в течение многих лет были дороже, чем их аналоги NPN). В качестве альтернативы, если бы использовалось германиевое устройство PNP, оно бы имело значительно другие характеристики, чем кремниевый транзистор NPN. В квазикомплементарной топологии производительность нижней тяговой пары, в которой используется один NPN-транзистор, более точно соответствует характеристикам верхней подталкивающей пары,который состоит из двух NPN-транзисторов и идентичного силового устройства.[3]

Хотя на протяжении десятилетий квазикомплементарный выходной каскад имел смысл, поскольку силовые транзисторы PNP и NPN теперь одинаково доступны и имеют более близкие рабочие характеристики, современные усилители мощности звука часто используют эквивалентные топологии для обеих пар: либо 2 пары Дарлингтона, либо 2 пары Шиклая. [3] [4]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Горовиц, Пол; Уинфилд Хилл (1989). Искусство электроники . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-37095-7.
  2. ^ a b Селф, Дуглас (18.06.2013). Конструкция усилителя мощности звука (6 изд.). Focal Press. ISBN 9780240526133.
  3. ^ a b c Продукты, Род Эллиотт - звук Эллиотта. «Соединение против Дарлингтона» . sound-au.com . Проверено 14 сентября 2016 .
  4. ^ а б Эллиотт, Род. «Высококачественный усилитель мощности 60 Вт» . sound-au.com . Проверено 14 сентября 2016 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Патент США 2,966,632. Многокаскадные полупроводниковые схемы преобразования сигналов. Г. Шиклай, 27 декабря 1960 г.
  • Патент США 2762870 Двухтактный транзисторный усилитель комплементарного типа. GCSziklai, 11 сентября 1956 г.
  • Патент США 2791644 Двухтактный усилитель с транзисторами комплементарного типа. GCSziklai, 7 мая 1957 г.
  • ECE 327: Процедуры для лаборатории выходной фильтрации - Раздел 4 («Усилитель мощности») подробно обсуждает конструкцию драйвера тока класса AB на основе пары BJT-Sziklai.