Darlington VS Sziklai

Advertisement

Darlington
Susunan Darlington, adalah susunan yang terdiri dari dua transistor sejenis (keduanya PNP atau keduanya NPN) dengan emittor transistor pertama (T1) terhubung ke basis transistor kedua (T2), dan kolektor keduanya menyatu.

Karena susunannya seperti itu, maka tegangan bias untuk Darlington (Vbe) adalah tegangan bias transistor pertama (VbeT1) ditambah dengan tegangan bias transistor kedua (VbeT2).
Susunan Darlington menghasilkan penguatan arus yang sangat tinggi. Jika (misalnya) transistor pertama (T1) mempunyai faktor penguatan arus (hFE) sebesar 20 dan transistor kedua (T2) hFE nya 30, maka faktor penguatan arus secara keseluruhan praktis menjadi 20 x 30 = 600.
Lengkapnya, perhitungan penguatan arus pada susunan Darlington adalah :
hFE = hFE T1 x hFE T2 + hFE T1 + hFE T2
Dalam penulisan yang lain :
ß = ßT1 x ßT2 + ßT1 + ßT2
di mana ß adalah penguatan keseluruhan (hFE Darlington), sedangkan ßT1 adalah penguatan T1 (hFE T1) dan ßT2 adalah penguatan T2 (hFE T2).
Perhitungan arus yang mengalir pada emittor T1 adalah :
IeT1 = IbT1 x hFE T1 + IbT1
Dan perhitungan arus yang mengalir pada emittor T2 adalah :
IeT2 = IbT2 x hFE T2 + IbT2
Ada tambahan IbT1, yaitu arus basis T1 dan IbT2 adalah arus basis T2.
Penambahan itu karena arus emittor T1 (IeT1) adalah mencakup arus basis T1 (IbT1) dikalikan dengan faktor penguatan arus T1 (hFE T1) dan ditambah pula dengan arus basis T1 (IbT1) itu sendiri. Begitu pun pada T2, arus basisnya menjadi bagian dari arus emittor-nya.
Dan karena emittor T1 terhubung ke basis T2, maka berarti arus emittor T1 adalah juga arus basis bagi T2.
Maka lengkapnya secara keseluruhan jika T1 dan T2 digabung dalam susunan Darlington, arus yang mengalir pada emittor T2 (IeT2) akan sebesar :
(IbT1 x hFE T1 + IbT1) x hFE T2 + (IbT1 x hFE T1 + IbT1)
atau mudahnya :
IeT2 = IeT1 x hFE T2 + IeT1.

Contoh soal : T1 dan T2 tersusun secara Darlingnton, hFE T1 adalah sebesar 20 dan hFE T2 adalah 30. Apabila pada basis T1 mengalir arus sebesar 1mA, berapakah arus yang mengalir di emittor T2?
Jawab :
IeT1 = 1mA x 20 + 1mA = 21mA
Angka 21mA ini adalah arus emittor T1 yang kemudian akan menjadi arus basis bagi T2, maka arus emittor T2 adalah :
IeT2 = IeT1 x hFE T2 + IeT1
IeT2 = 21mA x 30 + 21mA = 651mA

Sziklai
Susunan Sziklai adalah susunan yang terdiri dari dua transistor yang berbeda jenis (yang satu NPN dan yang satunya lagi PNP, atau sebaliknya, yang satu PNP dan yang satunya lagi NPN) dengan kolektor transistor pertama (T1) terhubung ke basis transistor kedua (T2) dan emittor transistor pertama terhubung ke kolektor transistor kedua.

Tegangan bias (Vbe) untuk susunan Sziklai adalah hanya tegangan bias transistor pertama (VbeT1) saja. Bandingkan dengan Vbe susunan Darlington.
Susunan Sziklai juga menghasilkan penguatan arus yang tinggi, namun ada sedikit perbedaan. Penguatan :
hFE = hFE T1 x hFE T2 + hFE T1
Pada penulisan lain :
ß = ßT1 x ßT2 + ßT1
ß adalah penguatan keseluruhan (hFE Sziklai), sedangkan ßT1 adalah penguatan T1 (hFE T1) dan ßT2 adalah penguatan T2 (hFE T2).
Bagi T1 arus basis tetap menjadi bagian dari arus emittor-nya, yaitu : IeT1 = IbT1 x hFE T1 + IbT1
Tetapi karena transistor T2 tidak mengambil arus dari emittor T1, maka tambahan arus basis T1 (IbT1) tidak menjadi bagian dari arus emittor T2. Bagi T2 arus basisnya (IbT2) hanyalah IbT1 x hFE T1 saja.
IbT2 = IcT1 = IbT1 x hFE T1
Pada susunan Sziklai seperti yang telah digambarkan, arus yang dihasilkan oleh susunan ini diambil dari kolektornya, bukan dari emittor-nya. Namun karena emittor T1 terhubung ke kolektor T2 juga, maka arus emittor T1 adalah bagian dari arus kolektor T2. Perhitungan arus yang mengalir pada kolektor T2 (IcT2) akan menjadi :
IcT2 = IcT1 x hFE T2 + IeT1

Contoh soal : T1 dan T2 tersusun secara Sziklai, dengan hFE T1 sebesar 20 dan hFE T2 sebesar 30. Apabila pada basis T1 dialirkan arus sebesar 1mA, berapakah arus yang mengalir pada kolektor T2?
Jawab :
IcT1 = 1mA x 20 = 20mA
Arus kolektor T1 sebesar 20mA ini menjadi arus basis bagi T2. Arus yang mengalir pada kolektor T2 adalah :
IcT2 = IcT1 x hFE T2 + IeT1
IcT2 = 20mA x 30 + 21mA = 621mA

Pola Darlington dan Sziklai banyak diterapkan pada tahap akhir power-amplifier audio, dengan masing-masingnya mempunyai kelebihan-kelebihan dan kekurangan-kekurangan. Tentang ini bisa disimak pemaparannya di video ini :