Как работает данный драйвер MOSFET Опции

[sergey_sh]

Подскажите пожалуйста, как работает драйвер MOSFET изображенный на рисунке а).


Я понимаю как работает драйвер на рисунке б). При подаче на базы pnp и npn транзисторов положительного напряжения открывается npn-транзистор, а pnp закрывается. При подтягивании баз pnp и npn транзисторов к земле npn-транзистор закрывается, а pnp, наоборот открывается.

В схеме же а) что при подаче положительного напряжения на базы биполярных транзисторов, что при подаче нуля, ни один транзистор по идее открываться не должен - нет пути для протекания базового тока (сопротивление затвора полевого транзистора очень велико). Тем неменее во многих статьях про драйверы полевых транзисторов приводится именно схема на рисунке а). Как она работает? В чем ее преимущество перед схемой б)?

Подскажите где можно почитать про данное включение коммплементарной пары транзисторов.

[Herz]

В схеме же а) что при подаче положительного напряжения на базы биполярных транзисторов, что при подаче нуля, ни один транзистор по идее открываться не должен - нет пути для протекания базового тока (сопротивление затвора полевого транзистора очень велико). Тем неменее во многих статьях про драйверы полевых транзисторов приводится именно схема на рисунке а). Как она работает? В чем ее преимущество перед схемой б)?

Подскажите где можно почитать про данное включение коммплементарной пары транзисторов.

Схема а) - классический двухтактный эмиттерный повторитель и предпочтительней второй схемы именно потому, что транзисторы не заходят в насыщение - быстродействие максимально. Все пути для протекания токов есть, учитывая емкостной характер нагрузки. Где почитать? Да хоть в "Искусстве схемотехники" т.1 §2.16 (Двухтактные выходные каскады). Да и в любой книге по работе транзисторов.

[sergey_sh]

...Все пути для протекания токов есть, учитывая емкостной характер нагрузки. Где почитать? Да хоть в "Искусстве схемотехники" т.1 §2.16 (Двухтактные выходные каскады). Да и в любой книге по работе транзисторов.

В том то и дело, что данная схема (рисунок а)) приводится много где, но конкретного описания протекания токов и падения напряжений я так и не нашел (в том числе в книге Искусство схемотехники).
В схеме б) действительно нужно ставить отдельные базовые токоограничивающие резисторы чтобы она работала. Несмотря на то что эта схема заходит в насыщение при большом базовом токе и в момент переключения через оба транзистора (пока один еще не полностью закрылся, а второй не полностью открылся или вообще уже полностью открылся) протекает сквозной ток, схема проверена на практике - она работает. Она действительно схеме КМОП только в биполярном исполнении (при использовании раздельных базовых резисторов). Поправляю рисунок:

В схеме а) путь протекания базовых токов транзисторов замыкается через емкость затвора управляемого полевого транзистора. По мере заряда емкости затвора базовый ток через верхний транзистор будет уменьшаться, а следовательно верхний транзистор начнет закрываться. Допустим что напряжение управления поступающее на базы биполярных транзисторов имеет ту же амплитуду, что и напряжение на коллекторе верхнего транзистора (которое и подается через переход коллектор-эмиттер верхнего транзистора на затвор полевика) - назовем его просто напряжением питания. До какого напряжения зарядится емкость затвора? До напряжения питания минус минимальное напряжение база-эмиттер верхнего транзистора?

Схема а) - классический двухтактный эмиттерный повторитель и предпочтительней второй схемы именно потому, что транзисторы не заходят в насыщение - быстродействие максимально...

Насыщение транзисторов влияет только на время задержки открытия/закрытия управляемого транзистора. Это важный параметр только в случае обратной связи (например, если данный драйвер используется в импульсном источнике питания - чем больше задержка в схеме обратной связи тем больше ошибка в регулировке выходного напряжения). Если же обратной связи нет, то зная время задержки его можно учесть подавая управляющий сигнал заранее. В случае отсутствия обратной связи на первое место выходит скорость открытия и закрытия управляемого полевика. Вот мне и не понятно какая из схем даст лучшие фронты на выходе полевика. Промоделировать бы эти схемы на скорость переходного процесса, но к сожалению не знаю такой САПР, которая более-менее моделирует ключевой режим транзистора по SPICE-модели. Уважаемые знатоки подскажите САПР который нормально моделирует процесс переключения транзисторов по SPICE-модели (чтобы можно было все характеристики импульса посмотреть - фронты, неравномерность вершины импульса).

[Herz]

До какого напряжения зарядится емкость затвора? До напряжения питания минус минимальное напряжение база-эмиттер верхнего транзистора?

Немного не так. Как у всякого эмиттерного повторителя, до напряжения на его базе минус напряжение перехода Б-Э.

Насыщение транзисторов влияет только на время задержки открытия/закрытия управляемого транзистора. Это важный параметр только в случае обратной связи (например, если данный драйвер используется в импульсном источнике питания - чем больше задержка в схеме обратной связи тем больше ошибка в регулировке выходного напряжения). Если же обратной связи нет, то зная время задержки ...

А откуда Вы его знаете? Т.н. коэффициент насыщения зависит и от базового тока, и от бэтта транзистора, и от температуры. Будете для каждого экземпляра подбирать? Кроме того, в драйвере будут возникать сквозные токи, пока выключаемый транзистор не вышел из насыщения и не закрылся.

[sergey_sh]

Немного не так. Как у всякого эмиттерного повторителя, до напряжения на его базе минус напряжение перехода Б-Э.

Спасибо!

А откуда Вы его знаете? Т.н. коэффициент насыщения зависит и от базового тока, и от бэтта транзистора, и от температуры. Будете для каждого экземпляра подбирать? Кроме того, в драйвере будут возникать сквозные токи, пока выключаемый транзистор не вышел из насыщения и не закрылся.

Действительно неизвестно точно какое напряжение насыщения, но приблизительно предположить можно (например принять равным 0,7 В), так как скорее всего оно в диапазоне температур и базовых токов находится в диапазоне +/- 0,2 В, что несущественно если уровень сигнала управления например +12 В. Существенно только в том случае, если управление происходит полевиком с уровнем управления КМОП.

что мешает использовать два резистора между коллекторами вместо одного в нагрузку ?

Действительно, уменьшить сквозной ток до приемлемого для перехода коллектор-эмиттер уровня можно с помощью двух резисторов в коллекторах биполярников и снимать сигнал управления полевиком между этих резисторов.
Я на практике проверял - использовал в качестве драйвера одни из самых распространенных и дешевых биполярников BC817 и BC807 - они даже без коллекторных резисторов не выходят из строя. Сквозной ток конечно есть, но время протекания сквозного тока слишком мало чтобы вывести из строя транзисторы (в том числе не ставил резистор в затвор полевика чтобы не затягивать его время включения/выключения). Но для надежности конечно стоит заложить резисторы.

sergey_sh
А чем вас драйвер затвора, типа IR442*, не устраивает?

Не всегда есть возможность купить драйвер, либо время его доставки сравнительно велико. Сравнительно с покупкой дешевых и распространенных биполярных транзисторов (например тех, которые я привел выше). Кроме того, биполярники будут стоить в несколько раз меньше чем микросхема драйвера. Практически каждая микросхема уникальна. Если вы заложились на какую-то микросхему, а с ее поставкой проблемы, то придется туго. А вот с широко распространенными биполярниками такой проблемы быть не может - их выпускают все кому не лень.

[Plain]

Не всегда есть возможность купить драйвер

Вряд ли кто-то в здравом уме откроет в голой степи ларёк и начнёт продавать полевые транзисторы и одновременно не продавать к ним драйверы, так что тема ни о чём, особенно ещё и потому, что Вы так и не поведали, каким-таким дивным безрыбьем в Вашей деревне создаёте мегагерцового диапазона сигнал 0...15 В для его усиления по току двумя рассматриваемыми никакими не драйверами, а всего лишь буферами.