Transistor de Darlington

Transistor Darlington

Le transistor Darlington est la combinaison de deux transistors bipolaires de même type (tous deux NPN ou tous deux PNP), résultant en un composant hybride qui a encore des caractéristiques de transistor. Ces deux transistors sont souvent intégrés dans un même boîtier. Le gain en courant du Darlington est égal au produit des gains de chaque transistor. Le montage est le suivant : les collecteurs sont communs et correspondent au collecteur du Darlington. L'émetteur du transistor de commande est relié à la base du transistor de sortie. La base du transistor de commande et l'émetteur du transistor de sortie correspondent respectivement à la base et à l'émetteur du Darlington.

Diagramme d'un transistor Darlington NPN

Historique

Le transistor Darlington a été inventé en 1953^[1] par un ingénieur des laboratoires Bell : Sidney Darlington. Le brevet déposé portait sur l'idée de mettre deux ou trois transistors sur la même puce, mais pas sur le fait d'en disposer un nombre quelconque sans quoi il aurait couvert l'intégralité des circuit intégrés^[2].

Avantages

• Grand gain : Le gain du premier transistor multiplié par le gain du deuxième (1000 à 20000).

Inconvénients

• Le seuil de conduction VBE à partir duquel le Darlington commence à conduire est doublé par rapport à un transistor simple, le courant de commande traverse la jonction base/émetteur du premier transistor puis la jonction base/émetteur du deuxième, donc le VBE du Darlington est l'addition des deux VBE.
• La chute de tension VCE_sat du Darlington (typiquement 1,2 V) est supérieure à celle d'un transistor bipolaire simple (typiquement 0,6 V), ce qui augmente sensiblement les pertes par effet joule, en particulier dans les applications de puissance.

Remarques

• Ne pas confondre ce montage avec le montage cascode.
• Il existe une autre combinaison associant un transistor NPN et un PNP qui multiplie aussi le gain appelée paire de Sziklai.
• Le Darlington est de plus en plus supplanté par le transistor à effet de champ, y compris en électronique de puissance. Celui-ci bénéficie d'un courant de grille quasi nul (d'où un gain en courant en principe infini) ainsi que d'une chute de tension VDS_sat = RDS_on.ID en général inférieure à celle du Darlington.

Notes et références

1. ↑ (en) Brevet U.S. 82663806 : brevet déposé en 1952 et accepté le 22 décembre 1953
2. ↑ [pdf] David A. Hodges, Fellow, IEEE, « Darlington’s Contributions to Transistor Circuit Design », in IEEE Transactions on Circuits and Systems—I: Fundamental Theory And Applications, vol. 46, n^o 1, January 1999, sur le site andros.eecs.berkeley.edu, consulté le 15 janvier 2009

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