Le transistor bipolaire: Darlington et résistance

Le transistor Darlington est un ensemble de deux transistors montés l'un à la suite de l'autre pour multiplier les deux gains en courant successifs. Cela permet d'obtenir un très grand gain en courant, de l'ordre de 1000 à 10000, mais au détriment d'une tension de seuil plus élevée et d'un temps de commutation plus lent. La vitesse de commutation est toutefois optimisée par les résistances internes au Darlington.

Pour obtenir un gain en courant très elevé, on peut mettre deux transistors "l'un derrière l'autre". L'idée est d'avoir deux gains en courant successifs : c'est le transistor Darlington.

Schéma d'un transistor Darlington

Schéma d'un transistor Darlington

Ci dessus, un transistor Darlington. L'émetteur du premier arrive sur la base du second. Le Darlington peut être utilisé comme un transistor simple :

Connexions :

Base : base du premier

Collecteur : collecteur des 2 transistors

Emetteur : émetteur du second transistor

Caractéristiques :

Gain = produit des gains

Tension de seuil Vbe : 2 x 0,6 V = 1,2 V

Un Darlington peut exister en un seul boitier, de type NPN ou PNP, de faible ou de forte puissance (BC517, TIP142, 2SD2083, BDW83, etc).

Le transistor Darlington en commutation : le rôle des résistances

Résistance base-émetteur

Résistances intégrées au transistor Darlington

En pratique, dans les Darlington (intégrés ou réalisés avec des transistors discrets), on ajoute presque toujours R2 et souvent R1.

Le rôle de R2 est d'améliorer la rapidité du Darlington en commutation à haute fréquence. R2 offre un chemin aux charges stockées dans la base de T2, permettant ainsi qu'il s'ouvre plus vite.

Lorsque le courant de base de T1 est coupé, T1 bloque, et la base de T2 deviendrait flottante si R2 n'était pas là. R2 permet d'accélérer le blocage de T2 en évacuant les charges résiduelles de sa base. Une valeur trop faible de R2 dévierait trop de courant et ainsi le courant de base de T2 serait réduit, réduisant ainsi le gain total du montage. Un compromis se trouve souvent entre 10 et 1000 Ohms.

De plus, à très faible courant de base, le courant d'émetteur de T1 ne crée pas une tension suffisante aux bornes de R2, ainsi T2 reste bloqué. T2, optimisé pour les courants élevés, ne fonctionne ainsi pas. Il ne se déclenche que lorsque la tension aux bornes de R2 atteint 0,6 V.

Le rôle de R1 est analogue.

Le gain d'un Darlington peut varier de 500 à 10000.

Dans les Darlington intégrés, il y a souvent une diode entre l'émetteur et le collecteur (cathode au collecteur pour un NPN). Elle peut servir de roue libre lorsque la charge est inductive.