Transistor Darlington

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Le transistor Darlington est la combinaison de deux transistors bipolaires[1] de même type (tous deux NPN ou tous deux PNP), résultant en un composant hybride qui a encore des caractéristiques de transistor[2]. Ces deux transistors peuvent être intégrés dans un même boîtier[2]. Le gain en courant du Darlington est égal au produit des gains de chaque transistor[2],[1]. 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[1].

Diagramme d'un transistor Darlington NPN.

Historique[modifier | modifier le code]

Le transistor Darlington a été inventé en 1953[3] par un ingénieur des laboratoires Bell : Sidney Darlington (en). 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 sa validité aurait couvert l'intégralité des circuits intégrés[4].

Avantages[modifier | modifier le code]

  • Grand gain : le gain du premier transistor multiplié par le gain du deuxième[2],[1] (1 000 à 20 000).
  • À courant collecteur égal, le Darlington permet d'augmenter la résistance d'entrée du montage par rapport à un transistor seul[1].

Inconvénients[modifier | modifier le code]

  • 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[2].
  • La chute de tension en régime saturé Vcesat du Darlington — qui ne peut descendre en dessous du seuil de son propre Vbe (typiquement 0,6 à 0,7 volts pour un NPN) car quand le premier transistor est complètement conducteur, le potentiel du collecteur du second est très voisin de celui de sa base — est supérieure à celle d'un transistor bipolaire simple (typiquement 0,1 à 0,2 volts pour un NPN), ce qui augmente sensiblement les pertes par conduction, en particulier dans les applications de puissance.

Remarques[modifier | modifier le code]

  • 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 et l'IGBT, particulièrement 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 VDSsat = RDSon × ID en général inférieure à celle du Darlington.

Utilisation[modifier | modifier le code]

Il est très largement répandu dans les montages amplificateurs (étages de puissance), en particulier dans les amplificateurs opérationnels par exemple sur les étages de sortie, les régulateurs de tensionetc.[2]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e J.C Duez, G. Auclerc, Électronique appliquée 2, Paris, Classiques Hachette, 1973 ; 2e éd. 1975, 304 p. (ISBN 2010029801 et 978-2010029806), p. 102-104.
  2. a, b, c, d, e et f (en) Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics, Cambridge University Press, 1989 (ISBN 978-0521370950), p. 94-95 [lire en ligne].
  3. (en) Brevet U.S. 82663806 : brevet déposé en 1952 et accepté le 22 décembre 1953
  4. [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, no 1, January 1999, sur le site andros.eecs.berkeley.edu, consulté le 15 janvier 2009

Articles connexes[modifier | modifier le code]