高压晶体管的抗饱和技术
信息来源：本站 日(ri)期：2017-05-26
高压晶体管的抗饱和技术
在高压双极型开关晶体管(guan)中，“下降时间(jian)”(关(guan)(guan)断(duan)(duan)沿的(de)(de)速度或者dv/dt)主要(yao)由基极(ji)驱(qu)动(dong)关(guan)(guan)断(duan)(duan)电流特(te)性(xing)曲线的(de)(de)形状(zhuang)来决(jue)定，从基极(ji)关(guan)(guan)断(duan)(duan)驱(qu)动(dong)申请到真正(zheng)关(guan)(guan)断(duan)(duan)沿之(zhi)间(jian)的(de)(de)延时是存(cun)储延时时间(jian)，它取决(jue)于(yu)关(guan)(guan)断(duan)(duan)之(zhi)前的(de)(de)基区少数裁流子浓(nong)度。
通(tong)过使(shi)少(shao)数载流(liu)子浓度(du)最低来使(shi)存储时间减到(dao)最少(shao)，具体(ti)可解释为，在(zai)晶(jing)体(ti)管关(guan)断之前，保证(zheng)其(qi)基极(ji)电流(liu)刚好(hao)满(man)足驱动，而保持(chi)晶(jing)体(ti)管处(chu)在(zai)准饱和的状态。
经常用来实现使少数载流子浓度最低的一种方法叫作二极管补偿性钳位电路。因为这种方法的优点是对（cmos）驱动进(jin)行带负(fu)反馈的动态钳(qian)位，所以能够对各种器件(jian)的增(zeng)益(yi)以及饱和电压不可避免(mian)的变(bian)(bian)化(hua)有(you)补偿作用(yong)，同时它也会对由于温度与(yu)负(fu)载变(bian)(bian)化(hua)而(er)引(yin)起的开关晶体管参(can)数的变(bian)(bian)化(hua)做出反应。
二极管补偿性钳位电路
图1.17.1中(zhong)是一(yi)个典型的补偿性钳位电路，它(ta)的工作原理如下：
二极管Dl、D2与基极驱动元件串(chuan)联连到Ql的基极，A点(dian)驱动电压包括二(er)极管DI、D2上的压降和Ql基射极电压Vh。在oi导通(tong)时(shi)A点(dian)驱动电压近似达到2V。
当(dang)Q1导通(tong)时(shi)(shi)，其集电(dian)极(ji)(ji)电(dian)压(ya)开始(shi)(shi)下(xia)降，当(dang)这(zhei)个(ge)集电(dian)极(ji)(ji)电(dian)压(ya)降到约(yue)1. 3V时(shi)(shi)，D3开始(shi)(shi)导通(tong)，使基(ji)极(ji)(ji)驱动电(dian)流(liu)分(fen)流(liu)到Q1的集电(dian)极(ji)(ji)。这(zhei)个(ge)钳位(wei)(wei)行为(wei)受负反馈控制，自调(diao)整将一直持续到Q1的集电(dian)极(ji)(ji)电(dian)压(ya)有效地钳位(wei)(wei)在1.3V上(shang)为(wei)止(zhi)。
这样的(de)(de)话(hua)，晶体管始(shi)终保持(chi)在准(zhun)饱和导通(tong)(tong)状态，以最少的(de)(de)基(ji)极(ji)驱动电(dian)流维持(chi)这种状态。在导通(tong)(tong)时这个准(zhun)饱和状态维持(chi)基(ji)区(qu)的(de)(de)最少的(de)(de)少数载流子数，从而在关(guan)(guan)断期获得最小的(de)(de)延时时间。在关(guan)(guan)断期，D4给Ql基(ji)极(ji)的(de)(de)反向关(guan)(guan)断电(dian)流提供了一条通(tong)(tong)路(lu)。
在(zai)基(ji)极(ji)电路(lu)中二极(ji)管(guan)数目(mu)Dl、D2、…、Dn的(de)(de)选择应该(gai)和(he)晶体管(guan)的(de)(de)饱和(he)电压匹配。这个(ge)钳位电压应该(gai)高于在(zai)工作电流下的(de)(de)晶体管(guan)正常的(de)(de)饱和(he)集(ji)电极(ji)电压，确(que)保在(zai)准饱和(he)导通状态下真正维持晶体管(guan)工作。
这项技术有(you)一个缺点是(shi)，在(zai)导通期间(jian)Ql的(de)集(ji)电(dian)极电(dian)压(ya)略高于(yu)深饱(bao)和时(shi)的(de)集(ji)电(dian)极电(dian)压(ya)，增加了晶体管(guan)的(de)功耗。
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