Импульсный источник тока, Посоветуйте транзистор Опции

[oles_k76]

Есть задача формировать достаточно короткие импульсы тока.
tи=80-200нс , скважность 100-200

Импульс ТОКА порядка 10-15Ампер.

Нагрузка сидит на земле. (по характеру- стабилитрон Uпр 15в)

Какая фирма делает ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ Uкэ~40B PNP
высокочастотные транзисторы? Аналоги советских 2Т904кажется

[deemon]

Хотя , чтобы дальше спорить о преимуществах и недостатках схемы с ОБ - нужно определиться , возможна или нет реализация такого трансформатора . И если возможно - не будет ли он стоить больше всей остальной схемы ? Он должен будет "тащить" на себе весь выходной ток , притом с фронтами порядка единиц наносекунд и работать на заметную ёмкость БЭ выходного транзистора . Что-то мне такие готовые не попадались Если классический источник тока окажется недостаточно хорош - то , как я мыслю , придётся идти в сторону каскода , но не чистого ОБ .

[Stanislav]

Хотя , чтобы дальше спорить о преимуществах и недостатках схемы с ОБ - нужно определиться , возможна или нет реализация такого трансформатора . И если возможно - не будет ли он стоить больше всей остальной схемы ? Он должен будет "тащить" на себе весь выходной ток , притом с фронтами порядка единиц наносекунд и работать на заметную ёмкость БЭ выходного транзистора . Что-то мне такие готовые не попадались.

Щас мало времени обсуждать, однако, по поводу токового транса могу сказать следующее: его размеры с нужными нам параметрами могут оказаться для Вас весьма удивительными. Скорее всего, это будет небольшое ферритовое колечко с десятком-полутора витков в первичке и продетый сквозь него вывод транзистора в качестве вторички.
Не забывайте: транс-то токовый.

[deemon]

Щас мало времени обсуждать, однако, по поводу токового транса могу сказать следующее: его размеры с нужными нам параметрами могут оказаться для Вас весьма удивительными. Скорее всего, это будет небольшое ферритовое колечко с десятком-полутора витков в первичке и продетый сквозь него вывод транзистора в качестве вторички.
Не забывайте: транс-то токовый.

Транс-то токовый , но индуктивность рассеяния ещё никто не отменял ! И в таком вот трансе , в виде маленького колечка - она просто не даст пропустить большой ток за короткое время , чисто по физическим причинам

[Stanislav]

Транс-то токовый , но индуктивность рассеяния ещё никто не отменял ! И в таком вот трансе , в виде маленького колечка - она просто не даст пропустить большой ток за короткое время , чисто по физическим причинам

Правильно замечено. Минимизация индуктивности рассеяния - главная задача, которую нужно решить при создании транса. Однако, именно для маленького колечка такую индуктивность можно сделать также относительно малой.
"Одновитковый" подход, скорее всего, прокатит, если транс надеть прямо на ножку, которая будет иметь минимальную длину. При этом, конечно, нужно применять высококачественные ферриты, с большим мю, имеющиеся, впрочем, в широкой продаже (EPCOS, например).
Если нужные параметры по рассеянию не получаются, можно перейти к двух-трёхвитковому исполнению вторички ( с соответствующим увеличением первички, ессно). Мне кажется, это также не составит большого труда. Расчёт транса предлагаю оставить всем заинтересованным, ибо он совсем не сложен.
Далее, по приведённым схеме/ам.
Полутора вольтами на резисторах в Вашей схеме обойтись трудно, если нужно получить выходное сопротивление хотя бы в сотни Ом для напряжения КЭ в несколько вольт.
Схема с ОБ кардинально решает вопросы: высокого выходного сопротивления; максимально быстрого включения/выключения; минимального требуемого напряжения КБ, точного соответствия выходного и входного тока.
Регулировка выходного тока в Вашей схеме затруднена, из-за сильной зависимости напряжения БЭ вых. транзистора от тока и температуры.
В схеме, предложенной мной, такая регулировка предельно проста: ток первого каскада, помноженный на к-т трансформации, будет током нагрузки.
В схеме, предложенной Вами, зависимость выходного тока от входного напряжения будет заметно плыть с температурой.
В схеме, предложенной мной, зависимость к-та преобразования токов от температуры будет выражена гораздо меньше.
Нащщёт диода в первичной цепи: я не зря нарисовал его красным цветом. Вместо него, конечно, лучше поставить цепь диод-резистор, диод-стабилитрон, а то и вообще активный элемент, для скорейшего рассасывания заряда в базе. Впрочем, для быстрого выключения схемы с ОБ, скорее всего, хватит и "тока самоиндукции" транса.
Диод во вторичной цепи нужно оставить.

...Если считать , что индуктивность проводов равна нулю - то да , выброс начнётся после разряда емкости БЭ , и никак не поможет делу , но вот что я подумал - на самом-то деле это не так , в такой низкоомной цепи и на таких коротких импульсах индуктивностью пренебрегать нельзя , поэтому , ИМХО , первый пик начнётся раньше , практически сразу , и гасить его полностью не стоит , лучше поставить там резистор , который его ограничит до безопасной величины и даст ему экспоненциально затухнуть . Так мы сможем выиграть несколько наносекунд

Это неверно. Диод можно подвесить прямо между ножками выходного БТ, и с функцией гашения возможного импульса самоиндукции он справится прекрасно.

Напоследок, отвечу на поставленный мною же вопрос: каким должен быть транзистор для импульсных применений.
1. Иметь большое отношение максимально допустимого импульсного тока к среднему.
2. Иметь малое время нарастания и малое время спада выходного тока в зависимости от входного.
3. Иметь малое напряжение насыщения, и быстрый выход из такого режима.
Скажите, КТ973 удовлетворяет хотя бы одному из этих критериев?

[deemon]

Правильно замечено. Минимизация индуктивности рассеяния - главная задача, которую нужно решить при создании транса. Однако, именно для маленького колечка такую индуктивность можно сделать также относительно малой.
"Одновитковый" подход, скорее всего, прокатит, если транс надеть прямо на ножку, которая будет иметь минимальную длину. При этом, конечно, нужно применять высококачественные ферриты, с большим мю, имеющиеся, впрочем, в широкой продаже (EPCOS, например).
Если нужные параметры по рассеянию не получаются, можно перейти к двух-трёхвитковому исполнению вторички ( с соответствующим увеличением первички, ессно). Мне кажется, это также не составит большого труда. Расчёт транса предлагаю оставить всем заинтересованным, ибо он совсем не сложен.

Вот тут Вы натурально заблуждаетесь . Расчёт такого транса не просто сложен , а ОЧЕНЬ сложен Транс , работающий на ВЧ , притом на входное сопротивление каскада с ОБ при токе до 15 А - это нечто ....... это , фактически , устройство согласования , у которого волновое сопротивление выводов вторички и самой вторички должно быть менее 0,1 Ом . А если не согласовывать , хоть примерно , волновые сопротивления - всё это будет дико звенеть и возбуждаться , да и работать будет криво или не будет вообще . Это же ВЧ , да не просто ВЧ , а импульсная техника , там всё ещё хуже . Там не применишь резонанс для согласования - полоса нужна . Я вот , например , много работал с мощными ВЧ каскадами , так там похожие вещи , и например , сделать транс с полосой в 100 Мгц и выходным сопротивлением 0,5-1 Ом - очень большая проблема . А у Вас на порядок меньше , и ещё ток 15 ампер .................

Напоследок, отвечу на поставленный мною же вопрос: каким должен быть транзистор для импульсных применений.
1. Иметь большое отношение максимально допустимого импульсного тока к среднему.
2. Иметь малое время нарастания и малое время спада выходного тока в зависимости от входного.
3. Иметь малое напряжение насыщения, и быстрый выход из такого режима.
Скажите, КТ973 удовлетворяет хотя бы одному из этих критериев?

Всё же тут есть неточности ...... отношение импульсного тока к среднему - оно таки важно , если импульс короткий А в случае меандра ? Схема-то всё равно импульсная , но средний ток в два раза меньше пикового . Так что это ИМХО не критерий - всякие транзисторы нужны .
Далее , что значит "малое" время ? Смотря для чего малое .... для импульсного источника питания - время импульса одно , а для UWB радара - совсем другое . Для импульсов порядка единиц микросекунд - КТ973(72) вполне себе импульсный транзистор Правильнее было бы сказать - время открывания и закрывания должно быть МЕНЬШЕ длины импульса .
Далее , насыщение - важный момент , конечно . Но КТ972 - это дарлингтон , а посему у него напряжение насыщения будет конечно же больше , чем у одиночного транзистора , ну так зато ток базы требуется меньше . В некоторых случаях как раз такой и нужен . А время выхода из насыщения - достаточно хорошее . Я же их применял в разных устройствах ................... довольно бодрые транзисторы , лучше очень многих , скажем так . Я их всегда держу в запасе , на всякий случай .
Потом , надо учесть , что у дарлингтонов напряжение на базу второго транзистора поступает с его же коллектора через первый транзистор , а поэтому - второй , более мощный , транзистор у него вообще в глубокое насыщение не входит . Это как раз несколько улучшает ситуацию с выходом из насыщения .

Сообщение отредактировал deemon - Apr 28 2007, 10:54

[Stanislav]

Вот тут Вы натурально заблуждаетесь . Расчёт такого транса не просто сложен , а ОЧЕНЬ сложен.

Уверен, что заблуждаетесь всё-таки Вы. Не забывайте: транс - токовый, и поэтому расчёт его не прост, а ОЧЕНЬ прост. Некоторые сложности может составить его конструктивная реализация, но, думаю, здесь всё также решаемо.

Транс , работающий на ВЧ , притом на входное сопротивление каскада с ОБ при токе до 15 А - это нечто ....... это , фактически , устройство согласования , у которого волновое сопротивление выводов вторички и самой вторички должно быть менее 0,1 Ом. А если не согласовывать , хоть примерно , волновые сопротивления - всё это будет дико звенеть и возбуждаться , да и работать будет криво или не будет вообще . Это же ВЧ , да не просто ВЧ , а импульсная техника , там всё ещё хуже . Там не применишь резонанс для согласования - полоса нужна . Я вот , например , много работал с мощными ВЧ каскадами , так там похожие вещи , и например , сделать транс с полосой в 100 Мгц и выходным сопротивлением 0,5-1 Ом - очень большая проблема . А у Вас на порядок меньше , и ещё ток 15 ампер...

Поймите: не нужно никакого специального "согласования". Достаточно обеспечить малую индуктивность рассеяния, что, как мне кажется, вполне достижимо.
Сопротивление обмотки, конечно, нужно сделать не слишком большим. Однако, оно не является критическим параметром схемы, именно из-за того, что транс - токовый.
После включении схемы напряжение на вторичке "железобетонно" фиксируется малым дифференциальным сопротивлением перехода, поэтому, больших колебаний напряжения там быть не может. Для предотвращений возможных колебаний тока сопротивление вых. обмотки как раз полезно. Если взять колечко из подходящего феррита, намотать витков 15 в первичку, а потом просто надеть его на ножку транзистора, индуктивность рассеяния получится минимальной, и возможные резонансы будут уже лежать на десятках-сотнях мегагерц, что не опасно.
Вы же предлагаете делать трансформатор напряжения. При этом, индуктивность рассеяния и паразитные ёмкости будут на порядки больше, чем в ТТ, и резонансы действительно замучат. Поэтому, от этой идеи я и предлагаю отказаться.

...Всё же тут есть неточности ...... отношение импульсного тока к среднему - оно таки важно , если импульс короткий А в случае меандра ? Схема-то всё равно импульсная , но средний ток в два раза меньше пикового . Так что это ИМХО не критерий - всякие транзисторы нужны.

Не импульсная, а переключательная. Это разные вещи.

...Далее , что значит "малое" время ? Смотря для чего малое .... для импульсного источника питания - время импульса одно , а для UWB радара - совсем другое.

Малое по сравнению с приборами такой же мощности, средними токами и др. характеристиками. В импульсных источниках же применяются, за редким исключением, не импульсные, а переключательные транзисторы.

...Для импульсов порядка единиц микросекунд - КТ973(72) вполне себе импульсный транзистор Правильнее было бы сказать - время открывания и закрывания должно быть МЕНЬШЕ длины импульса.

Повторяю: КТ973 импульсным транзистором не является.
Впрочем, предлагаю каждому остаться при своём мнении, ибо сути это не меняет: для применения в данной задаче он не годится.

...Потом , надо учесть , что у дарлингтонов напряжение на базу второго транзистора поступает с его же коллектора через первый транзистор , а поэтому - второй , более мощный , транзистор у него вообще в глубокое насыщение не входит . Это как раз несколько улучшает ситуацию с выходом из насыщения .

Глубочайшее заблуждение. Дарлингтоны выходят из насыщения в несколько раз, если не на порядок, медленнее, чем одиночные транзисторы с таким же типом кристалла.

[deemon]

Повторяю: КТ973 импульсным транзистором не является.
Впрочем, предлагаю каждому остаться при своём мнении, ибо сути это не меняет: для применения в данной задаче он не годится.
Глубочайшее заблуждение. Дарлингтоны выходят из насыщения в несколько раз, если не на порядок, медленнее, чем одиночные транзисторы с таким же типом кристалла.

Насчёт дарлингтонов я так рассуждаю - с одной стороны , цепь открывания второго транзистора может пропустить ток гораздо больший , чем цепь закрывания . Если бы второй транзистор ещё и входил при этом в насыщение , то ситуация со временем закрывания была бы совсем плачевной , но так как он в насыщение войти не может , то это несколько улучшает дело ...... в конце концов - IGBT модули есть в принципе тот же самый "дарлингтон" , только с Mosfet вместо первого транзистора . И тем не менее , их удаётся сделать достаточно скоростными для применения в импульсных источниках питания .