Transistors en parallèle et transistor Darlington

Un montage intermédiaire entre un transistor Darlington et un montage en parallèle est présenté dans cet article. C'est une curiosité utile si le courant collecteur est toujours du même ordre de grandeur.

Transistor Darlington classique

Un transistor Darlington est composé de 2 transistors l'un à la suite de l'autre pour obtenir un très grand gain en courant (typiquement de 500 à 10000). Une résistance entre la base et l'émetteur du second transistor est très souvent placée pour accélérer la commutation du Darlington et permettre la conduction du premier transistor dès qu'on apporte une tension supérieure à 0,6 V à la base du Darlington.

Transistor Darlington classique

La résistance R vaut typiquement 20 à 500 Ohms. Elle est souvent intégrée, comme dans le cas du TIP142 (100 V, 10 A, 125 W, hfe = 1000)

Transistors Darlington TIP142 et TIP147

On remarque aussi la diode intégrée au Darlington, idéale pour piloter des charges inductives.

Montage intermédiaire entre Darlington et transistors en parallèle

C'est l'astuce. On peut répartir le courant collecteur de façon à peu près équitable dans les 2 transistors identiques T1 et T2 en dimensionnant correctement la résistance R entre la base et l'émetteur de T2. Voyons sur un exemple :

Courant collecteur de I = 2A répartis dans les 2 transistors

Le but est que la moitié du courant (I/2 = 1 A) aille dans T1. La résistance R doit être traversée par I/2. Or la tension à ses bornes est égale à la tension de seuil Vbe de T2.

On a donc R = Vbe / (I/2) = 2.Vbe / I

Ici, R = 2 x 0,6 / 2 = 0,6 Ohm

Avantage de ce montage à 2 transistors

Si le gain en courant est critique, il est intéressant d'utiliser ce montage. En effet, le gain total vaut 2 fois le gain d'un seul transistor. Le montage en parallèle n'offre qu'un gain égal au gain d'un seul transistor.

Avec ce montage à 2 transistors, on obtient une puissance admissible double et un gain en courant double.

Limites de ce montage

La bonne répartition des courants ne fonctionne que pour un courant collecteur donné. Si par exemple, le courant diminue, la tension base-émetteur de T2 diminuera (tension aux bornes de R), et T2 bloquera. Le courant n'ira que dans T1.

Blocage du 2ème transistor pour un courant plus faible

Ici, la tension aux bornes de R n'atteint pas 0,6 V et ne permet pas la conduction de T2. T2 est bloqué. 100% de la puissance est dissipée par T1.

A l'inverse, si le courant collecteur total augmente, le courant dans T1 ne changera pas beaucoup alors que le courant dans T2 augmentera beaucoup. La majorité de la puissance sera dissipée dans T2.

Montage de transistors en parallèle

De façon générale, il faut monter des transistors en parallèle avec une résistance à chaque émetteur :

Transistor en parallèle et résistance

Ampli audio où les transistors de puissance sont en parallèle