『インバーテッド・ダーリントントランジスタ(Sziklai Pair)』とは？

この記事では『インバーテッド・ダーリントントランジスタ』について

などを図を用いて分かりやすく説明しています。

インバーテッド・ダーリントントランジスタとは？

ダーリントントランジスタには上図に示すように、

があります。

通常、ダーリントントランジスタといえば同極性のトランジスタを組み合わせのものになります。

それに対して、異極性のトランジスタを組み合わせたものを『インバーテッド・ダーリントントランジスタ』と呼びます。トランジスタを1つとして考えた場合は、1つ目のトランジスタの極性と同じになります。

インバーテッド・ダーリントントランジスタでは、1つ目のコレクタ(C)を2つ目のベース(B)に接続、1つ目のエミッタ(E) を2つ目のコレクタ(C)に接続しています。

トランジスタを1つとして考えると、

より、通常のダーリントントランジスタと比較すると、少し困惑しやすい回路となっています。

なお、通常のダーリントントランジスタについては以下の記事に記載しているので参考にしてください。

インバーテッド・ダーリントントランジスタの特徴

インバーテッド・ダーリントントランジスタの大きな特徴は以下のようにベースエミッタ間電圧V_BEが小さいことです。

また、インバーテッド・ダーリントントランジスタは、その他に以下の特徴を持っています。

電流増幅率h_FEの導出方法

ダーリントントランジスタの電流増幅率h_FEはそれぞれのトランジスタの電流増幅率(h_FE1とh_FE2)を掛け算した値となりますが、それを実際に導出してみましょう。

上図に示すように

として導出を行います。

1個目のトランジスタのコレクタ電流I_C1は次式となります。
\begin{eqnarray}
I_{C1}=h_{FE1}{\cdot}I_{B1}
\end{eqnarray}

2個目のトランジスタのベース電流I_B2は1個目のトランジスタのコレクタ電流I_C1と等しいため次式となります。
\begin{eqnarray}
I_{B2}=I_{C1}=h_{FE1}{\cdot}I_{B1}
\end{eqnarray}

2個目のトランジスタのコレクタ電流I_C2は次式となります。
\begin{eqnarray}
I_{C2}=h_{FE2}{\cdot}I_{B2}=h_{FE2}{\cdot}h_{FE1}{\cdot}I_{B1}=h_{FE1}{\cdot}h_{FE2}{\cdot}I_{B1}
\end{eqnarray}

2個目のトランジスタのエミッタ電流I_E2はベース電流I_B2とコレクタ電流I_C2の足し算となるため次式となります。
\begin{eqnarray}
I_{E2}=&=&I_{B2}+I_{C2}\\
&=&h_{FE1}{\cdot}I_{B1}+h_{FE1}{\cdot}h_{FE2}{\cdot}I_{B1}\\
&=&(h_{FE1}+h_{FE1}{\cdot}h_{FE2})I_{B1}
\end{eqnarray}

ここで、インバーテッド・ダーリントントランジスタのコレクタ電流I_Cは2個目のトランジスタのエミッタ電流I_E2と同じであり、インバーテッド・ダーリントントランジスタのベース電流I_Bは1個目のトランジスタのベース電流I_B1と同じになります。すなわち、インバーテッド・ダーリントントランジスタの電流増幅率h_FEは

となります。

ここで、h_FE1はh_FE1・h_FE2よりはるかに小さいため無視すると、ダーリントントランジスタの電流増幅率h_FEは

となります。

ここで、通常のダーリントントランジスタの電流増幅率h_FEは厳密には以下となります。そのため、通常のトランジスタとインバーテッド・ダーリントントランジスタではわずかに電流増幅率h_FEは異なります。

まとめ

この記事では『インバーテッド・ダーリントントランジスタ』について、以下の内容を説明しました。

お読み頂きありがとうございました。

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