Diszkrét komponensű mezőhatású tranzisztor-meghajtó

Az egy dolog, ha nehéz kapuval rendelkező, erőteljes terepi hatású tranzisztorok nagy sebességű vezérlésére van szükség kész illesztőprogram speciális chip formájában mint például az UCC37322, és egészen más, ha ilyen meghajtó nincs, és a bekapcsológomb vezérlési sémát itt és most végre kell hajtani.

Ilyen esetekben gyakran igénybe kell venni a rendelkezésre álló diszkrét elektronikus alkatrészek segítségét, és máris beépíteni őket a redőnymeghajtó összeállításához. Úgy tűnik, hogy az eset nem trükkös, azonban ahhoz, hogy megfelelő időparamétereket kapjunk a mezőhatású tranzisztor kapcsolására, mindent hatékonyan kell elvégezni, és helyesen kell működnie.

Egy nagyon érdemes, tömör és jó minőségű ötlet egy hasonló probléma megoldására 2009-ben javasolta Sergey BSVi az „Embedder oldal” blogjában.

Az áramkört a szerző sikeresen kipróbálta a félhídban, legfeljebb 300 kHz frekvencián. Különösen 200 kHz frekvencián, 10 nF teherbírású kapacitással lehetett frontokat szerezni, amelyek időtartama nem haladja meg a 100 ns-t. Nézzük meg ennek a megoldásnak az elméleti oldalát, és próbáljuk meg részletesen megérteni, hogyan működik ez a séma.

A kapu feltöltésének és ürítésének fő áramai, amikor a fő kulcsot feloldják és lezárják, a vezető kimeneti szakaszának bipoláris tranzisztorán vezetik át. Ezeknek a tranzisztoroknak el kell viselniük a csúcskapu vezérlőáramot, és maximális kollektor-kibocsátó feszültségüknek (az adatlap szerint) nagyobbnak kell lenniük, mint a meghajtó tápfeszültsége. Általában 12 volt elegendő a redőny vezérléséhez. A csúcsáramot feltételezzük, hogy az nem haladja meg a 3A-t.

Ha nagyobb áramra van szükség a kulcs vezérléséhez, akkor a kimeneti szakasz tranzisztorának is erősebbnek kell lennie (természetesen, az áramátadás megfelelő korlátozott frekvenciájával).

Példánkban egy komplementer pár - BD139 (NPN) és BD140 (PNP) alkalmas a kimeneti szakasz tranzisztorjaira. Kollektor-emitter határfeszültségük 80 volt, a kollektor csúcsárama 3A, áramátviteli határfrekvencia 250 MHz (fontos!), És minimális statikus áramátviteli együtthatója 40.

A jelenlegi nyereség növelése érdekében egy további kiegészítő KT315 és KT361 alacsony áramerősségű tranzisztorok maximális fordított feszültsége 20 V, minimális statikus áramátviteli együttható 50 és a határfrekvencia 250 MHz olyan magas, mint a BD139 és BD140 kimeneti tranzisztorok. .

Ennek eredményeként két pár tranzisztort kapunk a Darlington-áramkör szerint összekapcsolva, teljes minimális áramátviteli együtthatója 50 * 40 = 2000 és a határfrekvencia 250 MHz, vagyis elméletileg a határértéknél, a kapcsolási sebesség elérheti több nanosekundumot. Mivel viszont viszonylag hosszú töltési és kapu kapacitáskiürítési folyamatokról beszélünk, ezúttal nagyságrenddel nagyobb lesz.

A vezérlőjelet a KT315 és a KT361 tranzisztorok kombinált alapjára kell továbbítani. Az alap NPN (felső) és a PNP (alsó) tranzisztorok nyitási áramát el kell választani.

Erre a célra leválasztó ellenállások telepíthetők az áramkörbe, de a kiegészítő eszköz KT315-re, ellenállásra és 1n4148 diódára történő felszerelésével sokkal hatékonyabbnak bizonyult az adott áramkör.

Ennek az egységnek az a funkciója, hogy gyorsan aktiválja az alacsony áramú fázis felső tranzisztorjainak bázisát, amikor magasabb feszültséget ad ennek az egységnek az alapjára, és ugyanolyan gyorsan a diódán keresztül húzza az alapokat mínuszra, amikor a legalacsonyabb szintű jel jelenik meg az egység alapján.

Annak érdekében, hogy ezt a meghajtót egy kisáramú jelforrásról vezéreljék 10 mA nagyságrendű kimeneti árammal, egy alacsony áramerősségű mezőhatású tranzisztor KP501 és egy nagysebességű 6n137 optocsatoló van beépítve az áramkörbe.

Ha vezérlőáramot vezetnek egy 2-3 optocsatoló láncon keresztül, az abban lévő kimeneti bipoláris tranzisztor vezető állapotba kerül, és a 6. kapocson van egy nyitott kollektor, amelyhez egy ellenállás van csatlakoztatva, amely a KP501 kisáramú mezőhatású tranzisztor kapuját az optocsatoló pozitív teljesítményű buszjára húzza.

Így ha magas szintű jelet szolgáltatnak az optocsatoló bemenetéhez, akkor alacsony szintű jel lesz a KP501 terepi vezérlő kapuján, és bezáródik, ezáltal lehetővé téve, hogy az áram a KT315 séma szerint áthaladjon a felső fázisán - a járművezető feltölti a fő terepi vezérlő kapuját.

Ha az optocsatoló bemeneténél alacsony szintű jel van, vagy nincs jel, akkor az optocsatoló kimenetén magas szintű jel fog megjelenni, a KP501 redőny feltöltődik, a készlet áramköre bezárul, és a felső áramkör alapja a KT315 áramkör szerint nullára kerül.

A vezető kimeneti stádiuma elkezdi kiüríteni az ellenőrzése alatt álló kulcs kapuját. Fontos megjegyezni, hogy ebben a példában az optocsatoló tápfeszültsége 5 voltra korlátozódik, a meghajtó fő fázisa pedig 12 voltos feszültséggel rendelkezik.