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समग्र क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर विशिष्ट सर्किट। डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर के संचालन और सर्किट की विशेषताएं

सीटी के मुख्य पैरामीटर प्राप्त करने के लिए, इसका मॉडल सेट करना चाहिए द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर(बीटी) चित्र में कम आवृत्तियों के लिए। 1ए.

चावल। 1. बीटी समकक्ष सर्किट विकल्प एन-पी-एन

प्राथमिक परिकलित पैरामीटरकेवल दो हैं: वर्तमान लाभ और ट्रांजिस्टर का इनपुट प्रतिरोध। उन्हें प्राप्त करने के बाद, एक विशिष्ट योजना के अनुसार ज्ञात सूत्रआप कैस्केड के वोल्टेज लाभ, इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा की गणना कर सकते हैं।

समग्र डार्लिंगटन (STD) और स्ज़ीक्लाई (STSh) ट्रांजिस्टर के समतुल्य सर्किट चित्र में दिखाए गए हैं। 2, मापदंडों की गणना के लिए तैयार सूत्र तालिका में हैं। 1.

तालिका 1 - सीटी मापदंडों की गणना के लिए सूत्र

यहाँ पुनः उत्सर्जक प्रतिरोध है, जिसकी गणना सूत्र द्वारा की गई है:

चावल। मिश्रित ट्रांजिस्टर के लिए 2 विकल्प

यह ज्ञात है कि बी कलेक्टर वर्तमान पर निर्भर करता है (निर्भरता ग्राफ डेटाशीट में दर्शाया गया है)। यदि बेस करंट VT2 (जिसे एमिटर या कलेक्टर करंट VT1 के रूप में भी जाना जाता है) बहुत छोटा हो जाता है, तो CT के वास्तविक पैरामीटर गणना किए गए मापदंडों से बहुत कम होंगे। इसलिए, प्रारंभिक कलेक्टर वर्तमान VT1 को बनाए रखने के लिए, सर्किट में एक अतिरिक्त अवरोधक रेड को प्लग करना पर्याप्त है (छवि 2 सी)। उदाहरण के लिए, यदि एसटीडी न्यूनतम आवश्यक वर्तमान Ik.min के साथ KT315 को VT1 के रूप में उपयोग करता है, तो अतिरिक्त प्रतिरोध बराबर होगा

आप 680 ओम के नाममात्र मूल्य के साथ एक अवरोधक लगा सकते हैं।

रेड का शंटिंग प्रभाव सीटी के मापदंडों को कम कर देता है, इसलिए माइक्रो सर्किट और अन्य परिष्कृत सर्किट में इसे एक वर्तमान स्रोत द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

जैसा कि तालिका के सूत्रों से देखा जा सकता है। 1, एसटीडी का लाभ और इनपुट प्रतिबाधा एसटीएस की तुलना में अधिक है। हालाँकि, बाद वाले के अपने फायदे हैं:

  1. एसटीएस इनपुट पर वोल्टेज एसटीडी (यूबीई बनाम 2यूबीई) से कम हो जाता है;
  2. VT2 कलेक्टर सामान्य तार से जुड़ा है, अर्थात। कूलिंग के लिए OE वाले सर्किट में, VT2 को सीधे डिवाइस की मेटल बॉडी पर रखा जा सकता है।

यौगिक ट्रांजिस्टर संचालन का अभ्यास

चित्र में. चित्र 3 आउटपुट स्टेज (एमिटर फॉलोअर) के निर्माण के लिए तीन विकल्प दिखाता है। ट्रांजिस्टर चुनते समय, आपको b1~b2 और b3~b4 के लिए प्रयास करना चाहिए। अंतर की भरपाई एसटी लाभ कारकों बी13~बी24 की समानता के आधार पर जोड़े का चयन करके की जा सकती है (तालिका 1 देखें)।

  • चित्र में योजना। 3ए में उच्चतम इनपुट प्रतिरोध है, लेकिन यह दिए गए सर्किट में सबसे खराब है: इसमें शक्तिशाली ट्रांजिस्टर (या अलग रेडिएटर) के फ्लैंग्स के इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है और यह सबसे छोटा वोल्टेज स्विंग प्रदान करता है, क्योंकि ~2 वी को सीटी के आधारों के बीच गिरना चाहिए , अन्यथा "कदम" विरूपण दृढ़ता से दिखाई देगा।
  • चित्र में योजना। 3बी उस समय से विरासत में मिला था जब शक्तिशाली ट्रांजिस्टर के पूरक जोड़े अभी तक उत्पादित नहीं हुए थे। पिछले संस्करण की तुलना में एकमात्र लाभ ~1.8 V का कम वोल्टेज ड्रॉप और विरूपण के बिना बड़ा स्विंग है।
  • चित्र में योजना। 3सी एसटीएस के फायदों को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है: एसटी बेस के बीच न्यूनतम वोल्टेज गिरता है, और शक्तिशाली ट्रांजिस्टर को स्पैसर को इन्सुलेट किए बिना एक सामान्य रेडिएटर पर रखा जा सकता है।

चित्र में. चित्र 4 दो पैरामीट्रिक स्टेबलाइजर्स दिखाता है। एसटीडी वाले संस्करण के लिए आउटपुट वोल्टेज है:

चूंकि यूबीई तापमान और कलेक्टर करंट के आधार पर भिन्न होता है, एसटीडी वाले सर्किट का आउटपुट वोल्टेज प्रसार अधिक होगा, और इसलिए एसटीएस वाला विकल्प बेहतर है।

चावल। 3. एसटी पर आउटपुट एमिटर फॉलोअर्स के लिए विकल्प

चावल। 4. एक रैखिक स्टेबलाइज़र में एक नियामक के रूप में सीटी का अनुप्रयोग

ट्रांजिस्टर के किसी भी उपयुक्त संयोजन का उपयोग रैखिक सर्किट में किया जा सकता है। लेखक ने सोवियत घरेलू उपकरणों का सामना किया है जो KT315+KT814 और KT3107+KT815 जोड़े में STS का उपयोग करते थे (हालाँकि /KT361 और KT3102/KT3107 स्वीकार किए जाते हैं)। एक पूरक जोड़ी के रूप में, आप C945 और A733 ले सकते हैं, जो अक्सर पुराने कंप्यूटर बिजली आपूर्ति में पाए जाते हैं।

कंपोजिट ट्रांजिस्टर का सिद्धांत और अभ्यास लेख पर चर्चा करें

एक मिश्रित डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर एक क्रिस्टल और एक सामान्य सुरक्षात्मक कोटिंग द्वारा संयुक्त मानक ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी से बना होता है। आमतौर पर, चित्रों में, ऐसे ट्रांजिस्टर की स्थिति को चिह्नित करने के लिए किसी विशेष प्रतीक का उपयोग नहीं किया जाता है, केवल मानक-प्रकार के ट्रांजिस्टर को चिह्नित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक लोड अवरोधक किसी एक तत्व के उत्सर्जक सर्किट से जुड़ा होता है। डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर के टर्मिनल द्विध्रुवी अर्धचालक ट्रायोड के समान हैं:

  • आधार;
  • उत्सर्जक;
  • एकत्र करनेवाला।

समग्र ट्रांजिस्टर के आम तौर पर स्वीकृत संस्करण के अलावा, इसकी कई किस्में हैं।

सिज़िकलाई जोड़ी और कैस्कोड सर्किट

यौगिक अर्धचालक ट्रायोड का दूसरा नाम डार्लिंगटन जोड़ी है। उनके अलावा एक जोड़ा सिकलाई भी है। यह मूल तत्वों के संयोजन का एक समान संयोजन है, जो इस मायने में भिन्न है कि इसमें विभिन्न प्रकार के ट्रांजिस्टर शामिल हैं।

कैसकोड सर्किट के लिए, यह भी एक मिश्रित ट्रांजिस्टर का एक प्रकार है, जिसमें एक अर्धचालक ट्रायोड एक OE के साथ एक सर्किट के अनुसार जुड़ा होता है, और दूसरा एक OB के साथ एक सर्किट के अनुसार जुड़ा होता है। यह डिवाइस कुछ ऐसी ही है एक साधारण ट्रांजिस्टर, जो OE के साथ एक सर्किट में शामिल है, लेकिन इसमें बेहतर आवृत्ति प्रदर्शन, उच्च इनपुट प्रतिबाधा और संचरित सिग्नल के कम विरूपण के साथ एक बड़ी रैखिक सीमा है।

मिश्रित ट्रांजिस्टर के फायदे और नुकसान

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर की शक्ति और जटिलता को इसमें शामिल द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संख्या बढ़ाकर समायोजित किया जा सकता है। एक ऐसा भी है जिसमें द्विध्रुवी शामिल है और इसका उपयोग उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में किया जाता है।

मिश्रित ट्रांजिस्टर का मुख्य लाभ उच्च धारा लाभ प्रदान करने की उनकी क्षमता है। तथ्य यह है कि यदि दो ट्रांजिस्टर में से प्रत्येक का लाभ 60 है, तो जब वे एक मिश्रित ट्रांजिस्टर में एक साथ काम करते हैं, तो कुल लाभ इसकी संरचना में शामिल ट्रांजिस्टर के गुणांक के उत्पाद के बराबर होगा (इस मामले में, 3600). परिणामस्वरूप, डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर को खोलने के लिए काफी छोटे बेस करंट की आवश्यकता होती है।

मिश्रित ट्रांजिस्टर का नुकसान उनकी कम परिचालन गति है, जो उन्हें केवल कम आवृत्तियों पर चलने वाले सर्किट में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है। अक्सर, मिश्रित ट्रांजिस्टर शक्तिशाली कम-आवृत्ति एम्पलीफायरों के आउटपुट चरणों के एक घटक के रूप में दिखाई देते हैं।

डिवाइस की विशेषताएं

मिश्रित ट्रांजिस्टर के लिए, बेस-एमिटर जंक्शन पर कंडक्टर के साथ वोल्टेज में क्रमिक कमी मानक से दोगुनी है। एक खुले ट्रांजिस्टर में वोल्टेज में कमी का स्तर डायोड में मौजूद वोल्टेज ड्रॉप के लगभग बराबर होता है।

इस सूचक के अनुसार, एक मिश्रित ट्रांजिस्टर एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के समान है। लेकिन ट्रांसफार्मर की विशेषताओं के सापेक्ष, डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में बहुत अधिक शक्ति लाभ होता है। ऐसे ट्रांजिस्टर 25 हर्ट्ज तक की आवृत्ति के साथ स्विच संचालित कर सकते हैं।

मिश्रित ट्रांजिस्टर के औद्योगिक उत्पादन के लिए प्रणाली इस तरह से स्थापित की गई है कि मॉड्यूल पूरी तरह से सुसज्जित है और एक उत्सर्जक अवरोधक से सुसज्जित है।

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर का परीक्षण कैसे करें

यौगिक ट्रांजिस्टर का परीक्षण करने का सबसे सरल तरीका इस प्रकार है:

  • उत्सर्जक शक्ति स्रोत के नकारात्मक पक्ष से जुड़ा है;
  • कलेक्टर प्रकाश बल्ब के टर्मिनलों में से एक से जुड़ा है, इसका दूसरा टर्मिनल बिजली स्रोत के "प्लस" पर पुनर्निर्देशित किया गया है;
  • एक अवरोधक के माध्यम से, सकारात्मक वोल्टेज को आधार तक प्रेषित किया जाता है, प्रकाश बल्ब जलता है;
  • एक अवरोधक के माध्यम से, नकारात्मक वोल्टेज को आधार तक प्रेषित किया जाता है, प्रकाश बल्ब नहीं जलता है।

यदि सब कुछ वर्णित के अनुसार निकला, तो ट्रांजिस्टर काम कर रहा है।

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यदि आप इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी पर कोई पुस्तक खोलते हैं, तो आप तुरंत देखेंगे कि कितने तत्वों का नाम उनके रचनाकारों के नाम पर रखा गया है: शोट्की डायोड, जेनर डायोड (जेनर डायोड के रूप में भी जाना जाता है), गन डायोड, डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियर सिडनी डार्लिंगटन ने ब्रश वाली मोटरों के साथ प्रयोग किया एकदिश धाराऔर उनके लिए नियंत्रण सर्किट। सर्किट में वर्तमान एम्पलीफायरों का उपयोग किया जाता है।

इंजीनियर डार्लिंगटन ने एक ट्रांजिस्टर का आविष्कार और पेटेंट कराया जिसमें दो द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर शामिल थे और इसे एकल सिलिकॉन क्रिस्टल पर विसरित किया गया था। एन(नकारात्मक) और पी(सकारात्मक) परिवर्तन. उनके नाम पर एक नए अर्धचालक उपकरण का नाम रखा गया।

घरेलू तकनीकी साहित्य में, डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर को मिश्रित कहा जाता है। तो, आइए उसे बेहतर तरीके से जानें!

मिश्रित ट्रांजिस्टर का उपकरण.

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, ये दो या दो से अधिक ट्रांजिस्टर हैं जो एक अर्धचालक चिप पर निर्मित होते हैं और एक सामान्य पैकेज में पैक किए जाते हैं। पहले ट्रांजिस्टर के एमिटर सर्किट में एक लोड रेसिस्टर भी होता है।

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में परिचित द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के समान टर्मिनल हैं: बेस, एमिटर और कलेक्टर।


डार्लिंगटन सर्किट

जैसा कि आप देख सकते हैं, ऐसा ट्रांजिस्टर कई का संयोजन है। शक्ति के आधार पर, इसमें दो से अधिक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर हो सकते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रॉनिक्स में एक द्विध्रुवी और एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर से युक्त ट्रांजिस्टर का भी उपयोग किया जाता है। यह एक IGBT ट्रांजिस्टर है. इसे मिश्रित, संकर अर्धचालक उपकरण के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है।

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर की मुख्य विशेषताएं।

मिश्रित ट्रांजिस्टर का मुख्य लाभ इसका उच्च धारा लाभ है।

यह द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के मुख्य मापदंडों में से एक को याद करने लायक है। यह लाभ है ( ज 21). इसे अक्षर द्वारा भी दर्शाया जाता है β ("बीटा") ग्रीक वर्णमाला का। यह हमेशा 1 से अधिक या उसके बराबर होता है। यदि पहले ट्रांजिस्टर का लाभ 120 है, और दूसरे का 60 है, तो समग्र का लाभ पहले से ही इन मूल्यों के उत्पाद के बराबर है, यानी 7200, और यह है बहुत अच्छा। परिणामस्वरूप, ट्रांजिस्टर को चालू करने के लिए एक बहुत छोटा बेस करंट पर्याप्त होता है।

इंजीनियर स्ज़िकलाई ने डार्लिंगटन कनेक्शन को थोड़ा संशोधित किया और एक ट्रांजिस्टर प्राप्त किया, जिसे पूरक डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर कहा गया। आइए याद रखें कि एक पूरक जोड़ी बिल्कुल समान विद्युत मापदंडों वाले दो तत्व हैं, लेकिन विभिन्न चालकताएं हैं। एक समय में ऐसी जोड़ी KT315 और KT361 थी। डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर के विपरीत, सिज़िकलाई सर्किट के अनुसार एक मिश्रित ट्रांजिस्टर विभिन्न चालकता वाले द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से इकट्ठा किया जाता है: पी-एन-पीऔर एन-पी-एन. यहां सिज़िकलाई सर्किट के अनुसार एक मिश्रित ट्रांजिस्टर का एक उदाहरण दिया गया है, जो एक ट्रांजिस्टर की तरह काम करता है एन-पी-एन चालकता, हालाँकि इसमें दो अलग-अलग संरचनाएँ शामिल हैं।


सिकलाई योजना

मिश्रित ट्रांजिस्टर के नुकसान में शामिल हैं कम प्रदर्शन, इसलिए इनका व्यापक रूप से केवल कम-आवृत्ति सर्किट में उपयोग किया जाता है। ऐसे ट्रांजिस्टर ने शक्तिशाली कम-आवृत्ति एम्पलीफायरों के आउटपुट चरणों, इलेक्ट्रिक मोटर नियंत्रण सर्किट और स्विच में खुद को उत्कृष्ट साबित किया है। विद्युत सर्किटकार इग्निशन.

मुख्य विद्युत पैरामीटर:

    कलेक्टर-उत्सर्जक वोल्टेज 500 वी;

    उत्सर्जक - बेस वोल्टेज 5 वी;

    कलेक्टर वर्तमान - 15 ए;

    अधिकतम संग्राहक धारा – 30 ए;

    25 0 सी - 135 डब्ल्यू पर बिजली अपव्यय;

    क्रिस्टल (संक्रमण) तापमान - 175 0 सी.

पर सर्किट आरेखमिश्रित ट्रांजिस्टर को इंगित करने के लिए कोई विशेष प्रतीक नहीं है। अधिकांश मामलों में, इसे आरेख पर एक नियमित ट्रांजिस्टर के रूप में नामित किया गया है। हालाँकि कुछ अपवाद भी हैं. यहां सर्किट आरेख पर इसके संभावित पदनामों में से एक है।

मैं आपको याद दिला दूं कि डार्लिंगटन असेंबली में या तो पी-एन-पी संरचना या एन-पी-एन संरचना हो सकती है। इस संबंध में, इलेक्ट्रॉनिक घटकों के निर्माता पूरक जोड़े का उत्पादन करते हैं। इनमें TIP120-127 और MJ11028-33 सीरीज शामिल हैं। उदाहरण के लिए, ट्रांजिस्टर TIP120, TIP121, TIP122 की संरचना होती है एन-पी-एन, और टीआईपी125, टीआईपी126, टीआईपी127 - पी-एन-पी.

आप इस पदनाम को सर्किट आरेखों पर भी पा सकते हैं।

मिश्रित ट्रांजिस्टर के अनुप्रयोगों के उदाहरण.

आइए डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर का उपयोग करके कम्यूटेटर मोटर के लिए एक नियंत्रण सर्किट पर विचार करें।

जब पहले ट्रांजिस्टर के आधार पर लगभग 1 mA की धारा प्रवाहित की जाती है, तो इसके संग्राहक के माध्यम से 1000 गुना अधिक, यानी 1000 mA की धारा प्रवाहित होगी। यह पता चला है कि साधारण सर्किट में अच्छा लाभ होता है। मोटर के बजाय, आप एक विद्युत प्रकाश बल्ब या रिले कनेक्ट कर सकते हैं, जिसके साथ आप शक्तिशाली भार स्विच कर सकते हैं।

यदि डार्लिंगटन असेंबली के बजाय हम सिज़िकलाई असेंबली का उपयोग करते हैं, तो लोड दूसरे ट्रांजिस्टर के एमिटर सर्किट से जुड़ा होता है और प्लस से नहीं, बल्कि बिजली आपूर्ति के माइनस से जुड़ा होता है।

यदि आप डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर और सिज़िकलाई असेंबली को जोड़ते हैं, तो आपको एक पुश-पुल करंट एम्पलीफायर मिलता है। इसे पुश-पुल कहा जाता है क्योंकि किसी विशेष समय में दो ट्रांजिस्टर में से केवल एक, ऊपरी या निचला, खुला हो सकता है। यह सर्किट इनपुट सिग्नल को उलट देता है, अर्थात, आउटपुट वोल्टेजइनपुट पर वापस आ जाएगा.

यह हमेशा सुविधाजनक नहीं होता है, और इसलिए पुश-पुल करंट एम्पलीफायर के इनपुट पर एक और इन्वर्टर जोड़ा जाता है। इस स्थिति में, आउटपुट सिग्नल बिल्कुल इनपुट सिग्नल को दोहराता है।

माइक्रो सर्किट में डार्लिंगटन असेंबली का अनुप्रयोग।

कई मिश्रित ट्रांजिस्टर वाले एकीकृत सर्किट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सबसे आम में से एक L293D एकीकृत असेंबली है। इसका उपयोग अक्सर रोबोटिक्स के प्रति उत्साही लोगों द्वारा अपने घरेलू प्रोजेक्ट में किया जाता है। L293D माइक्रोक्रिकिट एक सामान्य आवास में चार वर्तमान एम्पलीफायर हैं। चूंकि ऊपर चर्चा किए गए पुश-पुल एम्पलीफायर में केवल एक ट्रांजिस्टर हमेशा खुला रहता है, एम्पलीफायर का आउटपुट वैकल्पिक रूप से पावर स्रोत के प्लस या माइनस से जुड़ा होता है। यह इनपुट वोल्टेज पर निर्भर करता है। संक्षेप में, हमारे पास एक इलेक्ट्रॉनिक कुंजी है। यानी L293 चिप को चार इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

यहां L293D माइक्रोक्रिकिट के आउटपुट चरण आरेख का एक "टुकड़ा" है, जो इसके डेटाशीट (संदर्भ पत्रक) से लिया गया है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, आउटपुट चरण में डार्लिंगटन और स्ज़ीक्लाई सर्किट का संयोजन होता है। सर्किट का ऊपरी हिस्सा सिज़िकलाई सर्किट के अनुसार एक मिश्रित ट्रांजिस्टर है, और निचला हिस्सा डार्लिंगटन सर्किट के अनुसार बनाया गया है।

बहुत से लोगों को वह समय याद है जब डीवीडी प्लेयर के बजाय वीसीआर हुआ करते थे। और L293 चिप की मदद से VCR की दो इलेक्ट्रिक मोटरों को नियंत्रित किया गया, और फुल-फंक्शन मोड में। प्रत्येक मोटर के लिए, न केवल रोटेशन की दिशा को नियंत्रित करना संभव था, बल्कि पीडब्लूएम नियंत्रक से सिग्नल भेजकर, बड़ी सीमा के भीतर रोटेशन की गति को नियंत्रित करना संभव था।

डार्लिंगटन सर्किट पर आधारित विशिष्ट माइक्रो-सर्किट का भी व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। एक उदाहरण ULN2003A माइक्रोक्रिकिट (K1109KT22 के अनुरूप) है। यह एकीकृत सर्किट सात डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर की एक सरणी है। ऐसी सार्वभौमिक असेंबलियों का उपयोग आसानी से किया जा सकता है शौकिया रेडियो सर्किट, उदाहरण के लिए, एक रेडियो-नियंत्रित रिले। मैं इसी बारे में बात कर रहा हूं।

एम्पलीफायर को बिल्कुल वैसा ही कहा जाता है, इसलिए नहीं कि इसका लेखक डार्लिंगटन है, बल्कि इसलिए कि पावर एम्पलीफायर का आउटपुट चरण डार्लिंगटन (कम्पोजिट) ​​ट्रांजिस्टर पर बनाया गया है।

संदर्भ के लिए : एक ही संरचना के दो ट्रांजिस्टर उच्च लाभ के लिए एक विशेष तरीके से जुड़े होते हैं। ट्रांजिस्टर का यह कनेक्शन एक मिश्रित ट्रांजिस्टर, या डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर बनाता है - जिसका नाम इस सर्किट डिजाइन के आविष्कारक के नाम पर रखा गया है। ऐसे ट्रांजिस्टर का उपयोग उच्च धाराओं के साथ संचालित होने वाले सर्किट में किया जाता है (उदाहरण के लिए, वोल्टेज स्टेबलाइजर सर्किट, पावर एम्पलीफायरों के आउटपुट चरणों में) और एम्पलीफायरों के इनपुट चरणों में यदि उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करना आवश्यक हो। एक मिश्रित ट्रांजिस्टर में तीन टर्मिनल (आधार, उत्सर्जक और संग्राहक) होते हैं, जो एक पारंपरिक एकल ट्रांजिस्टर के टर्मिनलों के बराबर होते हैं। एक विशिष्ट मिश्रित ट्रांजिस्टर का वर्तमान लाभ उच्च-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए ≈1000 और कम-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए ≈50,000 है।

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर के लाभ

उच्च वर्तमान लाभ.

डार्लिंगटन सर्किट एकीकृत सर्किट के रूप में और एक ही धारा पर निर्मित होता है कार्य सतहद्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में कम सिलिकॉन। ये सर्किट उच्च वोल्टेज पर बहुत रुचि रखते हैं।

मिश्रित ट्रांजिस्टर के नुकसान

कम प्रदर्शन, विशेष रूप से खुली से बंद अवस्था में संक्रमण। इस कारण से, मिश्रित ट्रांजिस्टर का उपयोग मुख्य रूप से कम-आवृत्ति कुंजी और उच्च आवृत्तियों पर एम्पलीफायर सर्किट में किया जाता है, उनके पैरामीटर एकल ट्रांजिस्टर की तुलना में खराब होते हैं;

डार्लिंगटन सर्किट में बेस-एमिटर जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप पारंपरिक ट्रांजिस्टर की तुलना में लगभग दोगुना है, और सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए लगभग 1.2 - 1.4 V है।

उच्च कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज, एक सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए कम-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए लगभग 0.9 V और उच्च-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए लगभग 2 V।

ULF का योजनाबद्ध आरेख

स्वयं सबवूफर एम्पलीफायर बनाने के लिए एम्पलीफायर को सबसे सस्ता विकल्प कहा जा सकता है। सर्किट में सबसे मूल्यवान चीज़ आउटपुट ट्रांजिस्टर है, जिसकी कीमत $1 से अधिक नहीं है। सिद्धांत रूप में, ऐसे एम्पलीफायर को बिजली की आपूर्ति के बिना 3-5 डॉलर में इकट्ठा किया जा सकता है। आइए एक छोटी सी तुलना करें: कौन सा माइक्रोक्रिकिट 4 ओम लोड में 100-200 वाट बिजली प्रदान कर सकता है? प्रसिद्ध लोग तुरंत दिमाग में आते हैं। लेकिन अगर आप कीमतों की तुलना करें, तो डार्लिंगटन सर्किट TDA7294 की तुलना में सस्ता और अधिक शक्तिशाली दोनों है!

बिना घटकों के माइक्रोक्रिकिट की कीमत कम से कम $3 होती है, और डार्लिंगटन सर्किट के सक्रिय घटकों की कीमत $2-2.5 से अधिक नहीं होती है! इसके अलावा, डार्लिंगटन सर्किट TDA7294 की तुलना में 50-70 वाट अधिक शक्तिशाली है!

4 ओम लोड के साथ, एम्पलीफायर 150 वाट प्रदान करता है; यह सबवूफर एम्पलीफायर के लिए सबसे सस्ता और सबसे अच्छा विकल्प है। एम्पलीफायर सर्किट सस्ते का उपयोग करता है रेक्टिफायर डायोड, जिसे किसी भी स्थान पर प्राप्त किया जा सकता है इलेक्ट्रॉनिक उपकरण.

एम्पलीफायर इस तथ्य के कारण ऐसी शक्ति प्रदान कर सकता है कि आउटपुट पर मिश्रित ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, लेकिन यदि वांछित है, तो उन्हें पारंपरिक ट्रांजिस्टर से बदला जा सकता है। पूरक जोड़ी KT827/25 का उपयोग करना सुविधाजनक है, लेकिन निश्चित रूप से एम्पलीफायर की शक्ति 50-70 वाट तक गिर जाएगी। डिफरेंशियल कैस्केड में, आप घरेलू KT361 या KT3107 का उपयोग कर सकते हैं।

TIP41 ट्रांजिस्टर का एक पूर्ण एनालॉग हमारा KT819A है। यह ट्रांजिस्टर विभेदक चरणों से सिग्नल को बढ़ाने और आउटपुट को चलाने के लिए उपयोग किया जा सकता है, जिसका उपयोग 2-5 वाट की शक्ति के साथ किया जा सकता है; TIP41C ट्रांजिस्टर की तकनीकी विशेषताओं के बारे में और पढ़ें। TIP41 और TIP42 के लिए डेटाशीट।

पीएन जंक्शन सामग्री: सी

ट्रांजिस्टर संरचना: एनपीएन

ट्रांजिस्टर की निरंतर कलेक्टर शक्ति अपव्यय (पीसी) को सीमित करें: 65 डब्ल्यू

निरंतर कलेक्टर-बेस वोल्टेज (यूसीबी) सीमित करें: 140 वी

ट्रांजिस्टर के निरंतर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (यूसीई) को सीमित करें: 100 वी

निरंतर उत्सर्जक-बेस वोल्टेज (यूईबी) सीमित करें: 5 वी

सीमा स्थिरांक ट्रांजिस्टर कलेक्टर वर्तमान (आईसी अधिकतम): 6 ए

तापमान सीमित करें पी-एन जंक्शन(टीजे): 150 सी

ट्रांजिस्टर के वर्तमान स्थानांतरण गुणांक (एफटी) की कटऑफ आवृत्ति: 3 मेगाहर्ट्ज

- कलेक्टर जंक्शन कैपेसिटेंस (सीसी): पीएफ

एक सामान्य उत्सर्जक सर्किट (एचएफई) में स्थिर वर्तमान स्थानांतरण गुणांक, न्यूनतम: 20

ऐसे एम्पलीफायर का उपयोग सबवूफर और वाइडबैंड ध्वनिकी दोनों के लिए किया जा सकता है। एम्प्लीफायर का प्रदर्शन भी काफी अच्छा है। 4 ओम के भार के साथ, एम्पलीफायर की आउटपुट पावर लगभग 150 वाट है, 8 ओम के भार के साथ बिजली 100 वाट है, एम्पलीफायर की अधिकतम शक्ति +/- की बिजली आपूर्ति के साथ 200 वाट तक पहुंच सकती है। 50 वोल्ट.

यदि आप ट्रांजिस्टर को चित्र में दिखाए अनुसार कनेक्ट करते हैं। 2.60, तो परिणामी सर्किट एक ट्रांजिस्टर और उसके गुणांक के रूप में काम करेगा β गुणांकों के गुणनफल के बराबर होगा β ट्रांजिस्टर के घटक.

चावल। 2.60. समग्र ट्रांजिस्टर Darlington .

यह तकनीक उन सर्किटों के लिए उपयोगी है जो उच्च धाराओं (जैसे वोल्टेज नियामक या पावर एम्पलीफायर आउटपुट चरण) को संभालते हैं या एम्पलीफायर इनपुट चरणों के लिए जहां उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान की जानी चाहिए।

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में, आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज ड्रॉप सामान्य वोल्टेज से दोगुना है, और संतृप्ति वोल्टेज कम से कम डायोड में वोल्टेज ड्रॉप के बराबर है (क्योंकि ट्रांजिस्टर की उत्सर्जक क्षमता टी 1ट्रांजिस्टर उत्सर्जक क्षमता से अधिक होना चाहिए टी 2डायोड पर वोल्टेज ड्रॉप द्वारा)। इसके अलावा, इस तरह से जुड़े ट्रांजिस्टर ट्रांजिस्टर के बाद से काफी कम गति वाले एक ट्रांजिस्टर की तरह व्यवहार करते हैं टी 1ट्रांजिस्टर को तुरंत बंद नहीं किया जा सकता टी 2. इस गुण को देखते हुए, यह आमतौर पर ट्रांजिस्टर के आधार और उत्सर्जक के बीच होता है टी 2रोकनेवाला चालू करें (चित्र 2.61)।

चावल। 2.61. मिश्रित डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में टर्न-ऑफ गति बढ़ाना।

अवरोध आरट्रांजिस्टर पूर्वाग्रह को रोकता है टी 2ट्रांजिस्टर की रिसाव धाराओं के कारण चालन क्षेत्र में टी 1और टी 2. रोकनेवाला का प्रतिरोध इसलिए चुना जाता है ताकि रिसाव धाराएं (छोटे-सिग्नल ट्रांजिस्टर के लिए नैनोएम्प में और उच्च-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए सैकड़ों माइक्रोएम्प में मापी गई) इसके पार एक वोल्टेज ड्रॉप बनाएं जो डायोड में वोल्टेज ड्रॉप से ​​अधिक न हो, और एक ही समय में ताकि इसके माध्यम से एक करंट प्रवाहित हो जो ट्रांजिस्टर के बेस करंट की तुलना में छोटा हो टी 2. आमतौर पर प्रतिरोध आरएक उच्च-शक्ति वाले डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में कई सौ ओम और एक छोटे-सिग्नल डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में कई हजार ओम होते हैं।

उद्योग पूर्ण मॉड्यूल के रूप में डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर का उत्पादन करता है, जिसमें आमतौर पर एक उत्सर्जक अवरोधक शामिल होता है। ऐसी मानक योजना का एक उदाहरण शक्तिशाली है n‑р‑nडार्लिंगटन ट्रांजिस्टर एक 2N6282 प्रकार है, इसका वर्तमान लाभ 10 ए के कलेक्टर वर्तमान के लिए 4000 (सामान्य) है।

सिज़िकलाई योजना के अनुसार ट्रांजिस्टर को जोड़ना (स्ज़िकलाई). सिज़िकलाई सर्किट के अनुसार ट्रांजिस्टर का कनेक्शन एक सर्किट के समान है जिसे हमने अभी देखा था। यह गुणांक में भी वृद्धि प्रदान करता है β . कभी-कभी ऐसे कनेक्शन को पूरक डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर कहा जाता है (चित्र 2.62)।

चावल। 2.62 . आरेख के अनुसार ट्रांजिस्टर को जोड़ना सिकलाई("पूरक डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर")।

सर्किट एक ट्रांजिस्टर की तरह व्यवहार करता है n‑р‑n- बड़े गुणांक के साथ टाइप करें β . सर्किट में बेस और एमिटर के बीच एक एकल वोल्टेज होता है, और संतृप्ति वोल्टेज, पिछले सर्किट की तरह, कम से कम डायोड में वोल्टेज ड्रॉप के बराबर होता है। ट्रांजिस्टर के आधार और उत्सर्जक के बीच टी 2कम प्रतिरोध वाले अवरोधक को शामिल करने की अनुशंसा की जाती है। डिजाइनर इस सर्किट का उपयोग उच्च-शक्ति पुश-पुल आउटपुट चरणों में करते हैं जब वे केवल एक ध्रुवीयता के आउटपुट ट्रांजिस्टर का उपयोग करना चाहते हैं। ऐसे सर्किट का एक उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। 2.63.

चावल। 2.63. एक शक्तिशाली पुश-पुल कैस्केड जो केवल आउटपुट ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है n‑р‑n-प्रकार।

पहले की तरह, अवरोधक ट्रांजिस्टर का संग्राहक अवरोधक है टी 1. ट्रांजिस्टर द्वारा निर्मित डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर टी 2और टी 3, एकल ट्रांजिस्टर की तरह व्यवहार करता है n‑р‑n‑प्रकार, एक बड़े वर्तमान लाभ के साथ। ट्रांजिस्टर टी 4और टी 5, सिज़िकलाई सर्किट के अनुसार जुड़ा हुआ, एक शक्तिशाली ट्रांजिस्टर की तरह व्यवहार करता है पी‑एन‑पी- उच्च लाभ के साथ टाइप करें। पहले की तरह, प्रतिरोधक आर 3और आर 4थोड़ा प्रतिरोध है. इस सर्किट को कभी-कभी अर्ध-पूरक समरूपता के साथ पुश-पुल रिपीटर कहा जाता है। अतिरिक्त समरूपता (पूरक), ट्रांजिस्टर के साथ एक वास्तविक कैस्केड में टी 4और टी 5डार्लिंगटन सर्किट के अनुसार जोड़ा जाएगा।

अल्ट्रा-हाई करंट गेन वाला ट्रांजिस्टर। समग्र ट्रांजिस्टर- डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर और उसके जैसे - अति-उच्च धारा लाभ वाले ट्रांजिस्टर के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसमें बहुत बडा महत्वगुणक एच 21ईकिसी तत्व के निर्माण की तकनीकी प्रक्रिया के दौरान प्राप्त किया गया। ऐसे तत्व का एक उदाहरण 2N5962 प्रकार का ट्रांजिस्टर है, जिसके लिए 450 का न्यूनतम वर्तमान लाभ की गारंटी दी जाती है जब कलेक्टर वर्तमान 10 μA से 10 mA तक की सीमा में बदलता है; यह ट्रांजिस्टर तत्वों की 2N5961‑2N5963 श्रृंखला से संबंधित है, जो अधिकतम वोल्टेज की सीमा की विशेषता है यू सीई 30 से 60 V तक (यदि कलेक्टर वोल्टेज अधिक होना चाहिए, तो आपको मान कम करना चाहिए β ). उद्योग अति-उच्च गुणांक मान वाले ट्रांजिस्टर के मिलान जोड़े का उत्पादन करता है β . इनका उपयोग कम-सिग्नल एम्पलीफायरों में किया जाता है, जिसके लिए ट्रांजिस्टर की विशेषताओं का मिलान होना चाहिए; इस मुद्दे के लिए समर्पित अनुभाग 2.18. ऐसे मानक सर्किट के उदाहरण LM394 और MAT-01 जैसे सर्किट हैं; वे उच्च-लाभ वाले ट्रांजिस्टर जोड़े हैं जिनमें वोल्टेज यू बीईएक मिलीवोल्ट के अंशों के लिए सहमत (अधिकतम)। अच्छी योजनाएँमिलान 50 µV), और गुणांक तक प्रदान किया जाता है एच 21ई– 1% तक. MAT-03 प्रकार का सर्किट एक सुमेलित जोड़ा है पी‑एन‑पी- ट्रांजिस्टर.

अति-उच्च अनुपात ट्रांजिस्टर β डार्लिंगटन योजना के अनुसार जोड़ा जा सकता है। इस मामले में, बेस बायस करंट को केवल 50 पीए के बराबर बनाया जा सकता है (ऐसे सर्किट के उदाहरण एलएम111 और एलएम316 जैसे परिचालन एम्पलीफायर हैं।

ट्रैकिंग लिंक

बायस वोल्टेज सेट करते समय, उदाहरण के लिए एक एमिटर फॉलोअर में, बेस सर्किट में डिवाइडर रेसिस्टर्स का चयन किया जाता है ताकि बेस के संबंध में डिवाइडर एक हार्ड वोल्टेज स्रोत के रूप में कार्य करे, ताकि समानांतर-जुड़े रेसिस्टर्स का प्रतिरोध हो सके। साइड बेस पर सर्किट के इनपुट प्रतिरोध से काफी कम है। इस संबंध में, पूरे सर्किट का इनपुट प्रतिरोध वोल्टेज विभक्त द्वारा निर्धारित किया जाता है - इसके इनपुट पर आने वाले सिग्नल के लिए, इनपुट प्रतिरोध वास्तव में आवश्यक से बहुत कम हो जाता है। चित्र में. चित्र 2.64 एक संगत उदाहरण दिखाता है।

चावल। 2.64.

सर्किट का इनपुट प्रतिबाधा लगभग 9 kΩ है, और इनपुट सिग्नल के लिए वोल्टेज विभक्त प्रतिरोध 10 kΩ है। यह वांछनीय है कि इनपुट प्रतिरोध हमेशा उच्च हो, और किसी भी स्थिति में सर्किट के इनपुट सिग्नल स्रोत को डिवाइडर के साथ लोड करना नासमझी है, जो अंततः केवल ट्रांजिस्टर को पूर्वाग्रह प्रदान करने के लिए आवश्यक है। ट्रैकिंग संचार पद्धति आपको इस कठिनाई से बाहर निकलने की अनुमति देती है (चित्र 2.65)।

चावल। 2.65. ट्रैकिंग सर्किट में एक डिवाइडर को शामिल करके सिग्नल आवृत्तियों पर एमिटर फॉलोअर के इनपुट प्रतिबाधा को बढ़ाना, जो एक आधार पूर्वाग्रह प्रदान करता है।

ट्रांजिस्टर पूर्वाग्रह प्रतिरोधों द्वारा प्रदान किया जाता है आर1, आर2, आर3. संधारित्र सी 2इसे ऐसे चुना जाता है कि सिग्नल आवृत्तियों पर इसका कुल प्रतिरोध पूर्वाग्रह प्रतिरोधों के प्रतिरोध की तुलना में छोटा होता है। हमेशा की तरह, पूर्वाग्रह स्थिर होगा यदि आधार में दिए गए इसके स्रोत का डीसी प्रतिरोध (इस मामले में 9.7 kOhm) आधार से डीसी प्रतिरोध (इस मामले में ~ 100 kOhm) से काफी कम है। लेकिन यहां सिग्नल आवृत्तियों के लिए इनपुट प्रतिरोध डीसी प्रतिरोध के बराबर नहीं है।

सिग्नल पथ पर विचार करें: इनपुट सिग्नल यू इनउत्सर्जक पर एक संकेत उत्पन्न करता है यू ई ~= तुम अंदर हो, इसलिए बायस अवरोधक के माध्यम से बहने वाली धारा में वृद्धि आर 3, होगा मैं = (तुम अंदर होयू ई)/आर 3~= 0, अर्थात जेडमें= तुम अंदर हो /मैं इनपुट करता हूं) ~=

हमने पाया कि बायस सर्किट का इनपुट (शंट) प्रतिरोध बहुत अधिक है सिग्नल आवृत्तियाँ .

सर्किट विश्लेषण का एक अन्य दृष्टिकोण इस तथ्य पर आधारित है कि वोल्टेज एक अवरोधक पर गिरता है आर 3सिग्नल की सभी आवृत्तियों के लिए समान है (चूंकि इसके टर्मिनलों के बीच वोल्टेज समान रूप से बदलता है), यानी यह एक वर्तमान स्रोत है। लेकिन वर्तमान स्रोत का प्रतिरोध अनंत है। वास्तव में, प्रतिरोध का वास्तविक मूल्य अनंत नहीं है, क्योंकि अनुयायी लाभ 1 से थोड़ा कम है। यह इस तथ्य के कारण होता है कि आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज ड्रॉप कलेक्टर वर्तमान पर निर्भर करता है, जो सिग्नल स्तर में परिवर्तन के रूप में बदलता है . यदि हम उत्सर्जक पक्ष पर आउटपुट प्रतिरोध द्वारा गठित विभाजक पर विचार करते हैं तो वही परिणाम प्राप्त किया जा सकता है [ दोबारा = 25/मैं के(एमए) ओम] और उत्सर्जक अवरोधक। यदि पुनरावर्तक का वोल्टेज लाभ दर्शाया गया है (~= 1), फिर प्रभावी प्रतिरोध मान आर 3सिग्नल आवृत्तियों पर बराबर होती है आर 3 /(1 – ). व्यवहार में, प्रतिरोध का प्रभावी मूल्य आर 3अपने नाममात्र मूल्य से लगभग 100 गुना बड़ा है, और इनपुट प्रतिरोध आधार पक्ष पर ट्रांजिस्टर के इनपुट प्रतिरोध पर हावी है। एक सामान्य एमिटर इनवर्टिंग एम्पलीफायर में, एक समान ट्रैकिंग कनेक्शन बनाया जा सकता है, क्योंकि एमिटर पर सिग्नल बेस पर सिग्नल का अनुसरण करता है। ध्यान दें कि बायस वोल्टेज डिवाइडर सर्किट द्वारा संचालित होता है प्रत्यावर्ती धारा(सिग्नल आवृत्तियों पर) कम प्रतिबाधा उत्सर्जक आउटपुट से, इसलिए इनपुट सिग्नल को ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है।

कलेक्टर लोड में सर्वो कनेक्शन.यदि कैस्केड को पुनरावर्तक पर लोड किया जाता है तो कलेक्टर लोड प्रतिरोधी के प्रभावी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए सर्वो युग्मन सिद्धांत का उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, कैस्केड का वोल्टेज लाभ काफी बढ़ जाएगा [उसे याद रखें के यू = – जी एम आर के, ए जी एम = 1/(आर 3 + दोबारा)]·

चित्र में. चित्र 2.66 सर्वो लिंक के साथ पुश-पुल आउटपुट चरण का एक उदाहरण दिखाता है, जो ऊपर चर्चा किए गए पुश-पुल रिपीटर सर्किट के समान बनाया गया है।

चावल। 2.66. पावर एम्पलीफायर के कलेक्टर लोड में सर्वो कपलिंग, जो एक लोडिंग चरण है।

चूँकि आउटपुट ट्रांजिस्टर पर आधारित सिग्नल को दोहराता है टी 2, संधारित्र साथट्रांजिस्टर के कलेक्टर लोड में एक ट्रैकिंग कनेक्शन बनाता है टी 1और प्रतिरोधक पर निरंतर वोल्टेज ड्रॉप बनाए रखता है आर 2एक सिग्नल की उपस्थिति में (संधारित्र प्रतिबाधा साथकी तुलना में छोटा होना चाहिए आर 1और आर 2संपूर्ण सिग्नल फ़्रीक्वेंसी बैंड पर)। इसके लिए धन्यवाद, अवरोधक आर 2वर्तमान स्रोत के समान हो जाता है, ट्रांजिस्टर का लाभ बढ़ जाता है टी 1वोल्टेज और ट्रांजिस्टर के आधार पर पर्याप्त वोल्टेज बनाए रखता है टी 2चरम सिग्नल मूल्यों पर भी। जब सिग्नल सप्लाई वोल्टेज के करीब पहुंच जाता है यू क्यूसीरोकनेवाला कनेक्शन बिंदु पर क्षमता आर 1और आर 2से अधिक हो जाता है यू क्यूसी, संधारित्र द्वारा संचित चार्ज के लिए धन्यवाद साथ. इसके अलावा, यदि आर 1 = आर 2(प्रतिरोधकों को चुनने के लिए एक अच्छा विकल्प), तो उनके कनेक्शन के बिंदु पर क्षमता अधिक हो जाएगी यू क्यूसीउस समय 1.5 गुना जब आउटपुट सिग्नल बराबर हो जाता है यू क्यूसी. इस सर्किट ने घरेलू कम-आवृत्ति एम्पलीफायरों के विकास में बहुत लोकप्रियता हासिल की है, हालांकि एक साधारण वर्तमान स्रोत में सर्वो सर्किट पर फायदे हैं, क्योंकि इसमें एक अवांछित तत्व - एक इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर - का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है और प्रदान करता है सर्वोत्तम विशेषताएँकम आवृत्तियों पर.

 


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