本文主要是關(guān)于光藕的相關(guān)介紹,并著重對達林頓管光藕繼電器的四種接法進行了詳盡的闡述。
達林頓管
達林頓管就是兩個三極管接在一起,極性只認前面的三極管。具體接法如下,以兩個相同極性的三極管為例,前面三極管集電極跟后面三極管集電極相接,前面三極管發(fā)射極跟后面三極管基極相接,前面三極管功率一般比后面三極管小,前面三極管基極為達林頓管基極,后面三極管發(fā)射極為達林頓管發(fā)射極,用法跟三極管一樣,放大倍數(shù)是兩個三極管放大倍數(shù)的乘積。
達林頓管原理達林頓管又稱復(fù)合管。他將兩個三極管串聯(lián),以組成一只等效的新的三極管。這只等效三極管的放大倍數(shù)是原二者之積,因此它的特點是放大倍數(shù)非常高。達林頓管的作用一般是在高靈敏的放大電路中放大非常微小的信號,如大功率開關(guān)電路。在電子學(xué)電路設(shè)計中,達林頓接法常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。復(fù)合管組成原則 [1] 在正確的外加電壓下,每只晶體管均工作在放大區(qū)。第1個元件的集電極電流或射極電流作第2個元件的基極電流,真實電流方向一致。等效晶體管的類型是第一個原件的類型。
達林頓管光藕繼電器的四種接法
達林頓電路有四種接法:NPN+NPN,PNP+PNP,NPN+PNP,PNP+NPN
前二種是同極性接法,后二種是異極性接法。NPN+NPN的同極性接法:B1為B,C1C2為C,E1B2接在一起,那么E2為E。這里也說一下異極性接法。以NPN+PNP為例。設(shè)前一三極管T1的三極為C1B1E1,后一三極管T2的三極為C2B2E2。達林頓管的接法應(yīng)為:C1B2應(yīng)接一起,E1C2應(yīng)接一起。等效三極管CBE的管腳,C=E2,B=B1,E=E1(即C2)。等效三極管極性,與前一三極管相同。即為NPN型。
PNP+NPN的接法與此類同。
NPN PNP
同極型達林頓三極管
NPN PNP 等效一只三極管
異極型達林頓三極管
達林頓管的典型應(yīng)用
1、用于大功率開關(guān)電路、電機調(diào)速、逆變電路。
2、驅(qū)動小型繼電器
利用CMOS電路經(jīng)過達林頓管驅(qū)動高靈敏度繼電器的電路,如右上圖所示。虛線框內(nèi)是小功率NPN達林頓管FN020。
LED智能顯示屏是由微型計算機控制,以LED矩陣板作顯示的系統(tǒng),可用來顯示各種文字及圖案。該系統(tǒng)中的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器均可采用高β、高速低壓降的達林頓管。圖2是用BD683(或BD677)型中功率NPN達林頓管作為列驅(qū)動器,而用BD682(或BD678)型PNP達林頓管作行驅(qū)動器,控制8×8LED矩陣板上相應(yīng)的行(或列)的像素發(fā)光。
應(yīng)注意的是,達林頓管由于內(nèi)部由多只管子及電阻組成,用萬用表測試時,be結(jié)的正反向阻值與普通三極管不同。對于高速達林頓管,有些管子的前級be結(jié)還反并聯(lián)一只輸入二極管,這時測出be結(jié)正反向電阻阻值很接近,容易誤判斷為壞管,請注意。
4、判斷達林頓管等效為何種類型的三極管:
首先看看第一只管是什么類型的,第一只管是什么類型的,那么這只達林頓管就是什么類型的,與第二只無關(guān)!更加重要的是,要判斷兩個晶體管能否形成達林頓管關(guān)鍵要看電流,如果工作電流沖突,則不能構(gòu)成達林頓管結(jié)構(gòu)。也可以根據(jù)PNP或者NPN管的標志來判斷,其實本質(zhì)上三極管上所標的箭頭也是其工作電流的流向。
達林頓管典型應(yīng)用
1、用于大功率開關(guān)電路、電機調(diào)速、逆變電路。
2、驅(qū)動小型繼電器
利用CMOS電路經(jīng)過達林頓管驅(qū)動高靈敏度繼電器的電路,如右上圖所示。虛線框內(nèi)是小功率NPN達林頓管FN020。
3、驅(qū)動LED智能顯示屏
LED智能顯示屏是由微型計算機控制,以LED矩陣板作顯示的系統(tǒng),可用來顯示各種文字及圖案。該系統(tǒng)中的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器均可采用高β、高速低壓降的達林頓管。圖2是用BD683(或BD677)型中功率NPN達林頓管作為列驅(qū)動器,而用BD682(或BD678)型PNP達林頓管作行驅(qū)動器,控制8×8LED矩陣板上相應(yīng)的行(或列)的像素發(fā)光。
應(yīng)注意的是,達林頓管由于內(nèi)部由多只管子及電阻組成,用萬用表測試時,be結(jié)的正反向阻值與普通三極管不同。對于高速達林頓管,有些管子的前級be結(jié)還反并聯(lián)一只輸入二極管,這時測出be結(jié)正反向電阻阻值很接近;容易誤判斷為壞管,這個請注意
4、判斷達林頓管等效為何種類型的三極管:
首先看看第一只管是什么類型的,第一只管是什么類型的,那么這只達林頓管就是什么類型的,與第二只無關(guān)!更加重要的是 要看看這兩只管構(gòu)成的達林頓管能不能正常工作,如果工作電流沖突,則直接否定這只管。
達林頓管分類檢測
1.普通達林頓管的檢測方法
普通達林頓管內(nèi)部由兩只或多只晶體管的集電極連接在一起復(fù)合而成,其基極B與發(fā)射極E之間包含多個發(fā)射結(jié)。檢測時可使用萬用表的R×1k或R×10k檔來測量。
測量達林頓管各電極之間的正、反向電阻值。正常時,集電極C與基極B之間的正向電阻值(測NPN管時,黑表筆接基極B;測PNP管時,黑表筆接集電極C)值與普通硅晶體管集電結(jié)的正向電阻值相近,為3~10kΩ之間,反向電阻值為無窮大。而發(fā)射極E與基極B之間的的正向電阻值(測NPN管時,黑表筆接基極 B;測PNP管時,黑表筆接發(fā)射極E)是集電極C與基極B之間的正、反向電阻值的2~3倍,反向電阻值為無窮大。集電極C與發(fā)射極E之間的正、反向電阻值均應(yīng)接近無窮大。若測得達林頓管的C、E極間的正、反向電阻值或BE極、BC極之間的正、反向電阻值均接近0,則說明該管已擊穿損壞。若測得達林頓管的 BE極或BC極之間的、反向電阻值為無窮大,則說明該管已開路損壞。
2. 大功率達林頓管的檢測
大功率達林頓管在普通達林頓管的基礎(chǔ)上增加了由續(xù)流二極管和泄放電阻組成的保護電路,在測量時應(yīng)注意這些元器件對測量數(shù)據(jù)的影響。
用萬用表R×1k或R×10k檔,測量達林頓管集電結(jié)(集電極C與基極B之間)的正、反向電阻值。正常時,正向電阻值(NPN管的基極接黑表筆時)應(yīng)較小,為1~10kΩ,反向電阻值應(yīng)接近無窮大。若測得集電結(jié)的正、反向電阻值均很小或均為無窮大,則說明該管已擊穿短路或開路損壞。
用萬用表R×100檔,測量達林頓管發(fā)射極E與基極B之間的正、反向電阻值,正常值均為幾百歐姆至幾千歐姆(具體數(shù)據(jù)根據(jù)B、E極之間兩只電阻器的阻值不同而有所差異。例如,BU932R、MJ10025等型號大功率達林頓管B、E極之間的正、反向電阻值均為600Ω左右),若測得阻值為0或無窮大,則說明被測管已損壞。
用萬用表R×1k或R×10k檔,測量達林頓管發(fā)射極E與集電極C之間的正、反向電阻值。正常時,正向電阻值(測NPN管時,黑表筆接發(fā)射極E,紅表筆接集電極C;測PNP管時,黑表筆接集電極C,紅表筆接發(fā)射極E)應(yīng)為5~15kΩ(BU932R為7kΩ),反向電阻值應(yīng)為無窮大,否則是該管的C、E極(或二極管)擊穿或開路損壞。
通用型與達林頓型光耦合器區(qū)分
在通用型光耦合器中,接收器是一只硅光電半導(dǎo)體管,因此在B-E之間只有一個硅PN結(jié)。達林頓型不然,它由復(fù)合管構(gòu)成,兩個硅PN結(jié)串聯(lián)成復(fù)合管的發(fā)射結(jié)。根據(jù)上述差別,很容易將通用型與達林頓型光耦合器區(qū)分開來。具體方法是,將萬用表撥至R&TImes;100檔,黑表筆接B極,紅表筆接E極,采用讀取電壓法求出發(fā)射結(jié)正向電壓VBE。若VBE=0.55~0.7V,就是達林頓型光耦合器。
實例:用500型萬用表的R&TImes;100檔分別測量4N35、4N30型光耦合器的VBE
型號 RBE(Ω) n`(格) VBE(V) 計算公式 測試結(jié)論
4N35 850 23 0.69 VBE=0.03n(V) 通用型
4N30 4.3k 40.5 1.215 VBE=0.03n`(V) 達林頓型
通用型與達林頓型光耦合器的主要區(qū)別是接收管的電流放大系數(shù)不同。前者的hFE為幾十倍至幾百倍,后者可達數(shù)千倍,二者相差1~2個數(shù)量級。因此,只要準確測量出hFE值,即可區(qū)分。在測量時應(yīng)注意事項:
?。?)因為達林頓型光耦合器的hFE值很高,所以表針兩次偏轉(zhuǎn)格數(shù)非常接近。準確讀出n1、n2的格數(shù)是本方法關(guān)鍵所在,否則將引起較大的誤差。此外,歐姆零點亦應(yīng)事先調(diào)準。
?。?)若4N30中的發(fā)射管損壞,但接收管未發(fā)現(xiàn)故障,則可代替超β管使用。同理,倘若4N35中的接收管完好無損,也可作普通硅NPN晶體管使用,實現(xiàn)廢物利用。
(3)對于無基極引線的通用型及達林頓型光耦合器,本方法不再適用。建議采用測電流傳輸比CTR的方法加以區(qū)分。
結(jié)語
關(guān)于光耦的相關(guān)介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。