Puente H con BJT: por qué difieren las soluciones IC y discretas (o Sziklai vs Darlington)

He notado que [ahora en su mayoría desaparecidos] paquetes combinados BJT discretos para puentes H (por ejemplo, Sanken hizo un montón de estos, vea el esquema STA474A a continuación [se muestra medio puente]) así como circuitos de aficionados [de mayor potencia] [que todavía use BJT por alguna razón] básicamente use una solución de Darlington.

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Por otro lado, los populares circuitos integrados de puente H basados ​​en BJT como L293 o SN754410 usan un Sziklai (también conocido como pseudo-Darlington) en el lado alto (=PNP), como se muestra a continuación (se muestra medio puente), es decir, donde la salida final transistor es un NPN incluso en el lado alto:

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También parece imposible encontrar paquetes discretos de Sziklai como usted puede para Darlingtons.

Así que estoy tratando de entender por qué sucede esto. Por un lado, creo que usar PNP como transistor de salida para circuitos integrados de controladores monolíticos apestaría en términos de beta debido al problema lateral de PNP. Pero estoy menos seguro de por qué aparentemente no había mercado para paquetes discretos de Sziklai. ¿Alguien puede arrojar más luz sobre estos dos temas?


Aquí hay algunos circuitos integrados de salida BJT más que he examinado:

  • A3968 y también A3966 usan la misma solución de controlador de origen que los otros circuitos integrados mencionados anteriormente. (Es bastante interesante que tengan una patente en su controlador de lado bajo/sumidero, al que llaman Satlington™; el número de patente de EE. UU. para eso parece ser 5,075,568, que lamentablemente Google aún no parece haber escaneado/digitalizado. El propósito de Satlington es disminuir la posibilidad de un disparo dada la configuración de tótem de los transistores NPN de salida final). Sin embargo, la nota que describe el último IC dice que el 3966 IC está fabricado en "DABiC4 (CMOS bipolar analógico digital , versión 4)", lo que refuerza mi impresión de que el compuesto fuente PNP/NPN se elige de esta manera para el problema lateral de PNP en dicho proceso.

  • LB1205M . Esto no es exactamente un puente H, sino que proporciona cuatro controladores Darlington de lado alto, con entrada de estilo PNP que impulsa un NPN-Darlington. En cierto sentido, es el "Sziklai discreto" que estaba buscando, pero está fabricado en un proceso de circuitos integrados monolíticos; "esquema equivalente" a continuación:

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NB: existe algo similar a LB1205M en una versión de paquete único como LM395 "transistor de potencia ultra confiable"; esto también tiene algunos circuitos de protección.
También descubrí que algunos circuitos integrados de puente H de bajo voltaje/baja saturación (anunciados para aplicaciones de 3 V) como LB1938 en realidad usan un PNP como fuente/transistor de salida de lado alto. Es muy probable que esto sea necesario debido a la baja caída necesaria.

Respuestas (1)

Se puede hacer un darlington NPN con los colectores de los dos NPN conectados entre sí. En la tecnología de transistores, este es el sustrato (básicamente el punto de partida para la construcción del transistor). Compartir los colectores permite una construcción relativamente económica. Básicamente, el transistor se construye a partir de una capa de "soporte" que es el colector; bases separadas se construyen simultáneamente en este, y emisores separados se construyen simultáneamente en cada uno de estos;

Un darlington compuesto (Szilaki) requiere una construcción más compleja, ya que la base de la PNP debe ser distinta de las estructuras colectoras (o emisoras) de la NPN.

En un IC, ya hay muchas capas de semiconductores diferentes (para construir estos PNP y NPN), por lo que las estructuras ya están disponibles.