Diskrēts komponenta lauka efekta tranzistora draiveris

Tā ir viena lieta, ja ir paredzēts ātrdarbīga jaudīga lauka efekta tranzistora vadībai ar smagiem vārtiem gatavs draiveris specializētas mikroshēmas formā piemēram, UCC37322, un pavisam savādāk, ja šāda draivera nav, un barošanas atslēgas vadības shēma jāīsteno šeit un tagad.

Šādos gadījumos, lai saliktu slēģa draiveri, bieži vien ir jāizmanto pieejamie diskrētie elektroniskie komponenti un jau no tiem. Liekas, ka gadījums nav grūts, tomēr, lai iegūtu atbilstošus laika parametrus lauka efekta tranzistora pārslēgšanai, viss jādara efektīvi un jādarbojas pareizi.

Ļoti vērtīgu, kodolīgu un augstas kvalitātes ideju ar mērķi atrisināt līdzīgu problēmu 2009. gadā ierosināja Sergejs BSVi savā blogā “Embedder Page”.

Autore veiksmīgi pārbaudīja ķēdi pus tiltā ar frekvenci līdz 300 kHz. Jo īpaši ar frekvenci 200 kHz ar slodzes kapacitāti 10 nF bija iespējams iegūt frontes, kuru ilgums nepārsniedz 100 ns. Apskatīsim šī risinājuma teorētisko pusi un mēģināsim detalizēti izprast, kā šī shēma darbojas.

Vārtu uzlādes un izlādes galvenās strāvas, atslēdzot un aizslēdzot galveno atslēgu, plūst caur vadītāja izejas posma bipolāriem tranzistoriem. Šiem tranzistoriem jāiztur maksimālā vārtu vadības strāva, un to maksimālajam kolektora-emitētāja spriegumam (saskaņā ar tehnisko datu lapu) jābūt lielākam par vadītāja barošanas spriegumu. Parasti lauka slēģa vadīšanai pietiek ar 12 voltiem. Runājot par maksimālo strāvu, mēs pieņemam, ka tā nepārsniedz 3A.

Ja atslēgas vadīšanai nepieciešama lielāka strāva, tad izejas posma tranzistoriem jābūt arī jaudīgākiem (protams, ar piemērotu strāvas pārneses ierobežojošo frekvenci).

Mūsu piemēram, kā izejas posma tranzistori ir piemēroti komplektējošie pāri - BD139 (NPN) un BD140 (PNP). Viņiem ir kolektora-emitētāja ierobežots spriegums 80 volti, kolektora maksimālā strāva 3A, atslēgšanas strāvas pārvades frekvence 250 MHz (svarīgi!) Un minimālais statiskās strāvas pārvades koeficients 40.

Lai palielinātu strāvas pieaugumu, tiek pievienots papildu vājstrāvas tranzistoru KT315 un KT361 pāris ar maksimālo reverso spriegumu 20 volti, minimālo statiskās strāvas pārvades koeficientu 50 un izslēgšanas frekvenci 250 MHz, kas ir tikpat augsts kā izejas tranzistori BD139 un BD140. .

Rezultātā mēs iegūstam divus tranzistoru pārus, kas savienoti saskaņā ar Darlingtonas ķēdi ar kopējo minimālo strāvas pārvades koeficientu 50 * 40 = 2000 un ar nogriešanas frekvenci 250 MHz, tas ir, teorētiski robežās, pārslēgšanās ātrums var sasniegt vairākas nanosekundēs. Bet, tā kā mēs runājam par samērā gariem vārtu kapacitātes uzlādes un izlādes procesiem, šis laiks būs par vienu pakāpi lielāks.

Vadības signāls jāpiegādā tranzistoru KT315 un KT361 kombinētajai bāzei. NPN (augšējais) un PNP (apakšējais) tranzistoru atvēršanas strāvas ir jānošķir.

Šim nolūkam ķēdē varēja uzstādīt izolācijas rezistorus, bet risinājums ar papildierīces uzstādīšanu uz KT315, rezistora un 1n4148 diodes izrādījās daudz efektīvāks šai konkrētajai shēmai.

Šīs vienības funkcija ir ātri aktivizēt vājstrāvas pakāpes augšējo tranzistoru pamatni, kad šīs vienības pamatnei tiek piemērots lielāks spriegums, un tikpat ātri caur diodi pievelciet bāzes līdz mīnusam, kad uz vienības pamatnes parādās zemākā līmeņa signāls.

Lai varētu vadīt šo draiveri no vājstrāvas signāla avota ar izejas strāvu 10 mA apjomā, ķēdē ir uzstādīts zema strāvas lauka efekta tranzistors KP501 un ātrgaitas optoelements 6n137.

Kad caur 2-3 optoelektronisko ķēdi tiek pievadīta vadības strāva, izejas bipolārais tranzistors tā iekšienē nonāk vadošā stāvoklī, un pie 6. tapas ir atvērts kolektors, pie kura ir savienots rezistors, kurš velk vājstrāvas lauka efekta tranzistora KP501 vārtus uz optoelementa pozitīvās jaudas kopni.

Tādējādi, kad optoelementa ieejai tiek piegādāts augsta līmeņa signāls, zema līmeņa signāls būs uz lauka kontroliera KP501 vārtiem, un tas tiks aizvērts, tādējādi nodrošinot iespēju strāvai plūst caur augšējā pamatni saskaņā ar KT315 shēmu - vadītājs uzlādēs galvenā lauka kontroliera vārtus.

Ja pie optoelementa ieejas ir zema līmeņa signāls vai nav signāla, tad optoelementa izejā būs augsta līmeņa signāls, KP501 slēģis uzlādēsies, tā krājuma ķēde tiks aizvērta, un augšējās ķēdes pamatne saskaņā ar KT315 shēmu tiks novilkta uz nulli.

Vadītāja izvades posms sāks izlādēt tā kontrolētās atslēgas vārtus. Ir svarīgi atzīmēt, ka šajā piemērā optoelementa barošanas spriegums ir ierobežots līdz 5 voltiem, un vadītāja galveno posmu baro ar 12 voltu spriegumu.