Управление силовыми полевыми транзисторами. Схемотехника

Опубликовано 27.11.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Сегодня большинство высокочастотных схем силовой электроники построено на основе полевых транзисторов с изолированным затвором. Полевые транзисторы стали одними из самых распространенных элементов электроники и входят в состав изделий - от микропроцессоров до силовых интегральных схем. Рассмотрим отдельные варианты схем, в которых используются силовые полевые транзисторы. Прямое управление от контроллера. В импульсных источниках питания для управления транзистором служит драйвер, входящий в элемент ШИМ-контроллера. Одна из немногих проблем - ограниченный выходной ток драйвера, что учитывает ограничения на управление мощными транзисторами с высокой скоростью, а так же лишняя рассеиваемая мощность в драйвере. Эта проблема может быть решена с помощью внешнего затворного резистора, величиной шунтирующего конденсатора, и тщательным проектированием разводки элементов цепи. Одна из популярных и эффективных схем управления полевым транзистором - двухтактный каскад из биполярных транзисторов. Данная схема - схема двухтактного драйвера, значительно облегчает работу контроллера, принимая на себя большие броски тока и рассеивание мощности. Помимо необходимости расположения драйвера в близости от силового ключа, на нем необходимо использовать свой шунтирующий конденсатор. Особенность этого драйвера заключается во взаимной защите транзисторов от пробоя обратным током. Двухтактный биполярный драйвер не требует никаких защитных диодов. Двухтактный драйвер на полевых транзисторах. Все достоинства данного драйвера полностью совпадают с предыдущим, на биполярных транзисторах. Но все, же есть отдельные недостатки. Драйвер инвертирует входной сигнал, поэтому контроллер так же должен инвертировать сигнал, поэтому придется использовать дополнительный инвертор. Управление Р-канальным силовым транзистором, включенным по схеме с общим истоком, с помощью высоковольтного КМДП-вентиля. Вентили на взаимодополняющих (КМДП) транзисторах со структурой металл - диэлектрик - полупроводник являются базисными элементами современных микросхем. В приведенной схеме исток Р-канального транзистора подключен к положительному источнику питания, а управляющий вентиль имеет, к тому же, дополнительный отрицательный источник питания. При низком уровне напряжения на выходе вентиля, мощный силовой транзистор открыт, а при высоком - закрыт.