重写后的文章如下:
在电子领域中,达林顿三极管以其卓越的电流增益特性而闻名。这一创新元件在1953年由电气工程师和发明家Sidney Darlington巧妙地发明。达林顿三极管的结构独特,它由两个普通的双极型三极管(T)构成,其中一个三极管的发射极与另一个三极管的基极相连,形成了一个复合三极管,可实现更大的电流增益。
Sidney Darlington(1906年-1997年)的发明为电子技术带来了性的突破。具体来看,达林顿三极管有两种主要的连接方式:一种是使用一对NPN型双极型三极管组成的NPN型达林顿三极管,另一种则是使用一对PNP型三极管组成的PNP型达林顿三极管。
在这种配置下,达林顿三极管的总体电流增益可近似看作是组成它的两个三极管电流增益的乘积。其中,第一个三极管在射极跟随器工作模式下工作,对输入电流进行放大,有效提高了输入阻抗。这使得达林顿管能够被常见的TTL、CMOS门电路所驱动。
关于达林顿管的性能参数,值得注意的是其饱和状态下的特性。为了使达林顿管进入饱和状态,输入电压需高于两倍的Vbe。在饱和时,C、E之间的电压需维持第一级三极管的工作电压,这一电压通常远高于普通三极管的饱和电压(约0.2V),通常在0.65V以上。在大电流情况下,这一电压会更高,导致达林顿管在开关状态下的功耗增加。
除了常规的达林顿三极管,还有Sziklai达林顿三极管。这种配置是将NPN和PNP型三极管交叉排列,形成一种称为推挽(Push-Pull)配置的特殊结构。Sziklai达林顿管由匈牙利人George Clifford Sziklai发明,他在移居后申请了包括Sziklai达林顿管在内的多项专利。
PNP型和NPN型Sziklai达林顿三极管因第一级三极管工作在共集模式,其输入阻抗相对较低。尽管其电流增益略小于普通达林顿配置,但其饱和电压较高。这种Sziklai管常作为普通达林顿管的互补型使用,例如与NPN型达林顿管配合组成音频放大器的输出级,以获得更对称的输出特性。
在现代电子设备中,达林顿管通常以集成芯片的形式出现。例如BC517和BD681等型号的小功率和中功率达林顿三极管都是常见产品。ULN2003A是一款广泛使用的达林顿阵列集成芯片,其中集成了多个NPN型达林顿三极管。这种集成芯片具有高输入阻抗和强大的输出能力,广泛应用于各种电子设备中。
达林顿阵列内部通常还包含反向续流二极管等元件,通过优化基级电阻的匹配来提高三极管的响应速度。这些先进的集成芯片不仅简化了电路设计,还提高了设备的性能和可靠性。