如下图NPN三极管,当单独一个NPN三极管当开关使用时,三极管处于饱和状态,Ub>Uc>Ue。Ube≈0.6V,具体大小取决于管子的型号。而饱和状态的集电极与发射极的压降Uce很小,可达0.2V,甚至更小(具体取决于管子的型号)。(PN结的压降以0.6V为例)
如果使用两个NPN三极管组成达林顿复合管,如下图所示,当Q2达到饱和状态时,集电极与发射极之间的压降Uce约等于0.6V,即为Ube(一个PN结的压降)。为什么达不到单管时的0.2V甚至更小呢?因为作为复合管,多了一个数量级。
假设Q2的Uce<0.6V,为0.5V,则U1c=U2c=0.5V,而U1e=U2b=0.6V,U1b=U1e+0.6V=1.2V。U1b为1.2V,U1c为0.5V,则Q1的基极与集电极之间的PN结导通。压降为1.2V-0.5V=0.7V,矛盾。所以Q2的压降最小只能为0.6V,此时,Q2的集电极与Q1的发射极同电位。
综上所述,达林顿晶体管的优点就是电流放大倍数很大,可近似达到两个三极管放大倍数的乘积,放大倍数可达上万,可将微弱的电流放大。缺点就是输出压降高,比单管的压降高许多,使用时特别要注意热损耗问题。