Sziklai-Paar

Sziklai-Paar bestehend aus zwei komplementären Bipolartransistoren Q₁ und Q₂, die zusammen wie ein npn-Transistor wirken

Sziklai-Paar bestehend aus zwei komplementären Bipolartransistoren Q₁ und Q₂, die zusammen wie ein pnp-Transistor wirken

Ein Sziklai-Paar, auch als Komplementär-Darlington-Schaltung bezeichnet, ist eine elektronische Schaltung aus zwei Bipolartransistoren ähnlich einer Darlington-Schaltung, wobei im Gegensatz zu dieser zwei unterschiedliche Bipolartransistoren, je ein npn-Transistor und ein pnp-Transistor, Verwendung finden. Die Schaltung ist nach dem amerikanisch-ungarischen Ingenieur George Clifford Sziklai benannt, der sie im Jahr 1953 entwickelte.^[1][2]

Funktionsweise und Eigenschaften

In der Literatur werden zwei Varianten eines Sziklai-Paars beschrieben. Je nach Anordnung des npn- und des pnp-Transistors wirkt das Sziklai-Paar als npn- oder als pnp-Transistor.^[3] Durch die Zusammenschaltung der beiden komplementären Transistoren wird eine höhere Stromverstärkung als mit einzelnen Bipolartransistoren erreicht.

Die Basis-Emitter-Spannung U_BE, die Spannung zwischen den mit B und E markierten Anschlüssen in nebenstehender Schaltskizze, beträgt bei beiden Varianten rund 0,6 V – im Gegensatz zur Darlington-Schaltung mit ihrer doppelt so hohen Basis-Emitter-Spannung von rund 1,2 V. Wie bei Darlington-Stufen beträgt die Sättigungsspannung in der Kollektor-Emitter-Strecke U_CE rund 0,6 V. In praktischen Anwendungen wird zusätzlich ein Widerstand im Bereich von 0,1 bis 1 kΩ zwischen Emitter und Basis von Q₂ geschaltet, um die Ausschaltzeiten für schnelle Schaltanwendungen zu verkürzen.

Anwendung

Das Sziklai-Paar spielte in der praktischen Schaltungstechnik trotz technischer Vorteile zunächst gegenüber der Darlington-Stufe eine untergeordnete Rolle, da sich zwei npn-Transistoren der Darlington-Schaltung auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat leichter fertigen lassen als eine Kombination aus npn- und pnp-Transistor. Anwendungen der Komplementär-Darlington-Schaltung liegen im Bereich von bipolaren, integrierten Verstärkern und deren Gegentaktendstufen.

Literatur

• Paul Horowitz, Winfield Hill: The Art of Electronics. Cambridge University Press, 1989, ISBN 0-521-37095-7, S. 95. 

Weblinks

• Die komplementäre Darlington-Schaltung
• Einfaches Labornetzteil mit npn-Komplementär-Darlingtonstufe und Überlastanzeige

Einzelnachweise

1. Patent US2762870: Push-pull complementary type transistor amplifier. Angemeldet am 28. Mai 1953, veröffentlicht am 11. September 1956, Erfinder: George C. Sziklai, Robert D. Lohman, Allen A. Barco.‌
2. G. C. Sziklai: Symmetrical Properties of Transistors and Their Applications. In: Proceedings of the IRE. Band 41, Nr. 6, 1953, S. 717–724, doi:10.1109/JRPROC.1953.274250. 
3. Ben Duncan: High Performance Audio Power Amplifiers. Newnes, 1996, ISBN 0-7506-2629-1, S. 90.