達(dá)林頓三極管在1953年由美國電氣工程師和發(fā)明家Sidney Darlington發(fā)明。達(dá)林頓三極管由兩個(gè)普通的雙極型三極管（BJT）組成，其中一個(gè)三極管的發(fā)射極連接到另外一個(gè)三極管的基極，形成電流增益更大的復(fù)合三極管管。

Sidney Darlington(1906~1997,10)

下圖顯示了兩種達(dá)林頓管的具體的連接方式，左邊的是由一對(duì)NPN型雙極型三極管組成的NPN型的達(dá)林頓三極管，右邊則是由一對(duì)PNP型的三極管組成的PNP型的達(dá)林頓三極管。

在這種配置下，達(dá)林頓三極管的電流增益近似等于組成它的兩個(gè)三極管電流增益的乘積。

NPN型和PNP型達(dá)林頓三極管

達(dá)林頓管中第一個(gè)三極管起工作在射極跟隨器工作模式，對(duì)輸入電流進(jìn)行放大，提高了輸入阻抗。這使得達(dá)林頓管可以被普通的TTL，CMOS門電路驅(qū)動(dòng)。

為了使得達(dá)林頓管飽和，輸入電壓需要高于兩倍的Vbe。另外，達(dá)林頓管飽和時(shí)，它的C、E之間的電壓需要維持第一級(jí)三極管工作電壓，這也比普通的三極管飽和電壓（大約0.2V）要高得多，一般大于0.65V。在大電流下，這個(gè)電壓會(huì)更高，這就大大增加了達(dá)林頓管在開關(guān)狀態(tài)下的功耗。

使用兩個(gè)8050組成的NPN型達(dá)林頓管

使用100kHz，幅值為4V的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)上述電路，測量輸入電壓和集電極輸出電壓波形如下。

可以看出，達(dá)林頓管在飽和導(dǎo)通下C、E之間的電壓仍然有0.67V。開關(guān)信號(hào)的延遲大約為2us。

除了上面由兩個(gè)相同極性三極管組成的達(dá)林頓三極管之外，還可以將NPN，PNP型三極管交叉配置，組成一種稱為Sziklai 達(dá)林頓三極管，或稱為推挽(Push-Pull)配置。

Sziklai達(dá)林頓管是由匈牙利人George Clifford Sziklai發(fā)明的。他在1930年移居美國，在一些電子公司工作。他共申請(qǐng)了160多個(gè)專利，包括有彩色電機(jī)及和攝像機(jī)等發(fā)明，Sziklai達(dá)林頓管也是專利之一。

下面顯示了Sziklai達(dá)林頓三極管的組成方式。

PNP型和NPN型Sziklai達(dá)林頓三極管

由于Sziklai達(dá)林頓管第一級(jí)三極管工作在共集模式，因此它的輸入阻抗比較低。它的電流增益比起普通的達(dá)林頓配置略微小一點(diǎn)，它的飽和電壓大一點(diǎn)。

Sziclai管通常作為普通達(dá)林頓管的互補(bǔ)型管來使用。比如它組成PNP型管子與NPN型的達(dá)林頓管組成音頻放大器的輸出級(jí)，可以得到更加對(duì)稱的輸出特性。

下面是由8050和8550組成的Sciklai達(dá)林頓三極管電路。

如下是對(duì)應(yīng)的輸入輸出波形。飽和電壓為0.69V，比前面由兩個(gè)NPN：8050組成的達(dá)林頓管的飽和電壓大。

現(xiàn)在所使用的達(dá)林頓管都不再使用分立元件搭建，所需要的兩個(gè)三極管以及基級(jí)電阻都集成在一起，形成統(tǒng)一的單個(gè)達(dá)林頓管。

BC517是一款常用的NPN型達(dá)林頓小功率三極管，Vces=30V,Ic=20mA時(shí)，電流增益大于30000。由于達(dá)林頓三極管是由兩個(gè)三極管組合而成，它的參數(shù)有著較大的離散性，并受到環(huán)境溫度影響較大。

下圖是BC517在不同溫度下，隨著集電極電流變化對(duì)應(yīng)的電流增益hFE的取值。在環(huán)境溫度為25°，Ic=150mA的時(shí)候，電流增益最大。

BD681是中功率達(dá)林頓管，Vceo=100V,工作電流可達(dá)4A。電流增益大于750。

ULN2003A是一款價(jià)格便宜、使用廣泛的達(dá)林頓陣列集成芯片，其中集成了七個(gè)NPN型的達(dá)林頓三極管。輸入極具有很高的阻抗，可以直接由TTL，或者CMOS門電路驅(qū)動(dòng)，輸出級(jí)最高可以承受50V電壓，吸收500mA電流。達(dá)林頓管陣列SN75468可以承受100V工作電壓。

達(dá)林頓管陣列內(nèi)部還有反向續(xù)流二極管，通過芯片公共端可以連接至負(fù)載電源，這對(duì)帶動(dòng)感性負(fù)載可以節(jié)省額外的續(xù)流二極管。

ULN2003A內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)

由于在集成芯片，達(dá)林頓三極管的基級(jí)電阻做了優(yōu)化匹配，三極管的響應(yīng)速度得到了提高。下圖顯示了ULN2003帶動(dòng)510歐姆電阻時(shí)，輸入輸出波形，它們之間的延時(shí)很小。

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