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Coppia Darlington: Configurazione di Transistor ad Alto Guadagno Spiegata

Cos'è una Coppia Darlington?

Una coppia Darlington (o transistor Darlington) collega due transistor a giunzione bipolare (BJT) così che l'emettitore del primo guida la base del secondo, generando un dispositivo composito con βtotale ≈ β₁ × β₂ — tipicamente 1.000–10.000 vs. 50–200 per un singolo BJT.

Configurazione del Circuito

 +Vcc | Rc | Collettore (Q2) ──→ Uscita | Emettitore (Q2) ───┬───→ Uscita (seguitore di emettitore) | | Collettore (Q1) | | | Base (Q1) ──────┘ ← Input | Gnd 

Chiave: Collettori collegati insieme; Emettitore Q1 → Base Q2; singolo input base (Q1); singolo output emettitore (Q2).

Principio di Funzionamento

  1. Piccola corrente di base (IB1) entra in Q1
  2. Corrente collettore Q1: IC1 = β₁·IB1
  3. Questa corrente diventa corrente di base Q2: IB2 = IC1
  4. Corrente collettore Q2: IC2 = β₂·IB2 = β₁β₂·IB1
  5. Corrente emettitore totale: IE ≈ IC2 (poiché IB1 ≪ IC2)

Caratteristiche Chiave

ParametroSingolo BJTCoppia Darlington
Guadagno di corrente (β/hFE)50–3001.000–10.000+
Tensione base-emettitore (VBE)0,6–0,7 V1,2–1,4 V (due giunzioni)
Impedenza di ingressoβ·REβ₁β₂·RE (molto alta)
Impedenza di uscitaBassa (seguitore di emettitore)Molto bassa
Tensione di saturazione (VCE(sat))0,1–0,2 V0,7–1,0 V (Q2 non satura completamente)
Velocità di commutazioneVeloce (ns–µs)Più lenta (tempo di stoccaggio ×2)
Stabilità termicaBuonaSfidata (tempco positivo di VBE ×2)

Pacchetti Darlington Integrati

Applicazioni Tipiche

Coppia Sziklai (Darlington Complementare)

NPN + PNP (o PNP + NPN) → solo una caduta VBE (0,7 V), migliore saturazione, simmetria complementare per output push-pull. Usata in audio di alta gamma (es. progetti Nelson Pass).

Considerazioni di Progettazione

Sommario

La coppia Darlington scambia velocità e tensione di saturazione per un guadagno di corrente enorme e impedenza di ingresso. È la soluzione di riferimento quando un microcontrollore deve pilotare direttamente un carico ad alta corrente, o quando serve un'alta impedenza di ingresso. Per stadi di uscita audio, la coppia Sziklai spesso supera. Verifica sempre SOA (Safe Operating Area) e progettazione termica.

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