Особенности управления мощными полевыми транзисторами

В связи с крайне незначительным током, который требуется для управления полевым транзистором, управление этим прибором можно организовать от слаботочного устройства, например, непосредственно от интегральной схемы (ИС). Рассмотрим вопрос построения схемы управления ключом на мощном МДП-транзисторе от двух типов интегральных схем: построенных на полевых транзисторах и имеющих следующую нагрузочную способность: выходное напряжение , выходной ток построенных на биполярных транзисторах и имеющих следующую нагрузочную способность: выходное напряжение , выходной ток

Рассмотрим две схемы включения мощного МДП-транзистора в ключевом режиме: схему с общим истоком (рис.108,а), и схему с общим стоком — истоковый повторитель (рис.108,б).

В случае управления мощным МДП-транзистором в схеме с общим истоком, когда требования к быстродействию ключа относительно низкие, основная задача управляющей схемы — формирование выходного напряжения с амплитудой, обеспечивающей минимальное сопротивление открытого МДП-транзистора. Очевидно, что для интегральных схем на полевых транзисторах указанное требование к амплитуде выполняется при непосредственной связи между ИС и мощным МДП-транзистором. При управлении от интегральной схемы на биполярных транзисторах необходимо повысить амплитуду ее выходного напряжения, что обычно достигается применением дополнительного биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ и питающегося напряжением не менее 15 В.

а)	б)
Рис. 108	лц2рис4

Если же основное требование к ключу на мощном МДП-транзисторе — максимальное быстродействие, то необходимость повышения скорости перезаряда входной емкости транзистора усложняет цепь управления. Это усложнение обычно сводится к постановке между ИС и входом полевого транзистора дополнительных эмиттерных повторителей, которые усиливают выходной ток ИС и ускоряют перезаряд входной емкости МДП-транзистора. В схеме, показанной на рис.109,а, заряд входной емкости происходит через эмиттерный повторитель на транзисторе , а разряд — через эмиттерный повторитель на .

При управлении мощным МДП-транзистором, включенным по схеме с общим стоком, в целях повышения напряжения исток-затвор вводят форсирующие емкостные цепи. Принцип действия такой форсирующей цепи рассмотрим на примере схемы, показанной на рис.109,б.

Пусть управление МДП-транзистором осуществляется от ИС, имеющей показанный на рисунке выходной каскад. Подобные каскады называют «открытым коллектором»; каскад с открытым коллектором не способен отдавать ток в нагрузку. Если транзистор выходного каскада ИС находится в открытом состоянии, то на выходе ИС присутствует низкий уровень напряжения, мощный МДП-транзистор закрыт, а конденсатор заряжается через диод до напряжения питания. Резистор ограничивает ток, потребляемый на выходе ИС от источника питания. Когда транзистор выходного каскада ИС закрывается, то напряжение заряженного конденсатора становится приложенным между истоком и затвором Полевого транзистора. В результате включение этого транзистора обеспечивается высоким напряжением и сопротивление открытого мощного МДП-транзистора быстро снижается до минимального значения. Длительность поддержания форсирующего напряжения определяется сопротивлением закрытого диода , через который разряжается форсирующий конденсатор во время открытого состояния МДП-транзистора. Минимальное значение емкости форсирующего конденсатора , где , — емкости затвор-исток и затвор-сток соответственно. Максимальная емкость ограничивается временем заряда конденсатора через диод.

а)	б)
Рис. 109	лц2рис5

Быстродействующие ключи на мощных МДП-транзисторах предъявляют повышенные требования к монтажу цепи управления, в частности, необходимо снизить до минимума индуктивность цепи управления. Например, соединительный проводник длиной 10 мм между затвором и выходом ИС составляет с входной емкостью МДП-транзистора паразитный колебательный контур с собственным периодом колебаний . Такой контур резко снижает помехоустойчивость мощного МДП-транзистора. Для снижения добротности паразитного колебательного контура в цепь затвора вводят последовательно резистор сопротивлением 100 Ом.

Дата добавления: 2015-07-14