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高壓晶體管的抗飽和技術

信息來源:本站 日期:2017-05-26 

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高壓晶體管的抗飽和技術

在高壓雙極型開關晶體管中,“下降時間”(關斷沿的速度或者dv/dt)主要由基極驅動關斷電流特性曲線的形狀來決定,從基極關斷驅動申請到真正關斷沿之間的延時是存儲延時時間,它取決于關斷之前的基區少數裁流子濃度。

通過使少數載流子濃度最低來使存儲時間減到最少,具體可解釋為,在晶體管關斷之前,保證其基極電流剛好滿足驅動,而保持晶體管處在準飽和的狀態。

經常用來實現使少數載流子濃度最低的一種方法叫作二極管補償性鉗位電路。因為這種方法的優點是對(cmos)驅動進行帶負反饋的動態鉗位,所以能夠對各種器件的增益以及飽和電壓不可避免的變化有補償作用,同時它也會對由于溫度與負載變化而引起的開關晶體管參數的變化做出反應。


二極管補償性鉗位電路

圖1.17.1中是一個典型的補償性鉗位電路,它的工作原理如下:

二極管Dl、D2與基極驅動元件串聯連到Ql的基極,A點驅動電壓包括二極管DI、D2上的壓降和Ql基射極電壓Vh。在oi導通時A點驅動電壓近似達到2V。

當Q1導通時,其集電極電壓開始下降,當這個集電極電壓降到約1. 3V時,D3開始導通,使基極驅動電流分流到Q1的集電極。這個鉗位行為受負反饋控制,自調整將一直持續到Q1的集電極電壓有效地鉗位在1.3V上為止。

這樣的話,晶體管始終保持在準飽和導通狀態,以最少的基極驅動電流維持這種狀態。在導通時這個準飽和狀態維持基區的最少的少數載流子數,從而在關斷期獲得最小的延時時間。在關斷期,D4給Ql基極的反向關斷電流提供了一條通路。

在基極電路中二極管數目Dl、D2、…、Dn的選擇應該和晶體管的飽和電壓匹配。這個鉗位電壓應該高于在工作電流下的晶體管正常的飽和集電極電壓,確保在準飽和導通狀態下真正維持晶體管工作。

這項技術有一個缺點是,在導通期間Ql的集電極電壓略高于深飽和時的集電極電壓,增加了晶體管的功耗。




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