Полевой транзисторный ключ Советский патент 1991 года по МПК H03K17/04 

-FLFLОд

со со

4Ь

00

&

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в силовой коммутационной п арату- ре . Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшения м ости, рассеиваемой ключевым МДП-тран з :стором - достигается путем включения luvHTnpy-ii te т.-анчистора 2 между за- тртром и нет ,ом ключевого МДП-тран- 1 .1 введения конденсатора 9. Ппч чагъ-.рании . левого МЛП-транзисто- ра чсTIP з конденсатор 9 происходит поьышенн-3 ьа.чряжгчия на базе шунтирующего ттн чнстора 2, что увеличивает степень его насыщения и препятствует повышению напряжения на затворе ключевого МЛП-тран гч- тора 1. В результате К- ДТ ТГ чгтор форсированно закрывается. IPBOH транзисторный члюч СОДР;ЖЬ:ГГ т открывающий транчь :тор 3, рклн ча ощий транзистор 4 допопнительного типа, диод 5, три речист ира Ь-Л, донолнительнь й диол IS. 1 ил. Ъ (О (Л

пг

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано -в силовой коммутационной аппаратуре, устройствах автоматики и источниках вторичного электропитания.

Целью изобретения является повышение быстродействия и уменьшение мощности, рассеиваемой ключевым МДП- транэистором.

Цепь достигается за счет увеличения скорости запирания ключевого МДП-транзистора путем подключения меж ду его затвором и истоком шунтирующего транзистора, база которого через введенный конденсатор соединена цепью обратной связи с выходом ключа. При этом обеспечиваются насыщение шунтирующего транзистора, снижение отрицательного влияния емкости затвор- исток и тем самым быстрое запирание ключевого МДП-транзистора.

На чертеже приведена принципиальная схема полевого транзисторного ключа.

Устройство содержит ключевой МДП- транзистор I, например, n-типа, шунтирующий 2 и открывающий 3 транзисторы также n-p-n-типа, включающий транзистор 4 дополнительного типа, диод 5, три резистора 6-8 и конденсатор 9.

Ключевой МДП-транзистор I включен между силовым 10 и общим 11 выводами ключа.

Конденсатор 9 и первый резистор 6 включены параллельно между силовым выводом 10 ключа и первым выводом вто рого резистора 7, второй вывод которого подключен к базе шунтирующего 2 коллектору открывающего 3 транзистора и катоду диода 5.

Затвор ключевого МДП-транзистора 1 соединен с коллектором шунтирующего транзистора 2 и с базой включающего транзистора 4 дополнительного типа, эмиттер которого подключен к управляю тему выводу 12 ключа, а коллектор через третий резистор 8 - к базе открывающего транзистора 3.

Эмиттеры шунтирующего 2 вающего 3 транзисторов и да 5 подключену к общему ключа.

Силовой вывод 10 ключа череч нагрузку 13 подключается к клемме 14 питания.

Между эмиттером и коллектором вк.чю чающего транзистора 4 допо житс льного

и откры- анод диг- выводу 11

0

5

0

5

0

5

0

5

0

типа в обратном включении может быть соединен дополнительный диод 15,

Устройство функционирует следующим образом.

При поступлении положительного импульса на управляющий вывод 12 ключа открывается транзистор 4 и далее транзистор 3. Вследствие этого шунтирующий транзистор 2 запирается, а через прямосмещенный эмиттерно-базо- вый переход транзистора 4 на затвор ключевого МДП-транзистора 1 подается положительное напряжение. Транзистор открывается, и через нагрузку 13 протекает ток. I

При поступлении управляющего импульса отрицательной полярности включающий транзистор 4 закрывается и прекращается подача положительного напряжения аа затвор ключевого МДП- транзистора 1. При этом открывающий транзистор 3 самозапирается за счет отсутствия базового тока, чему способствует также дополнительный диод 15. После этого током через резисторы 6 и 7 открывается шунтирующий транзистор 2, обуславливая быстрый разряд емкости затвор-исток ключевого МДП-транзистора 1, в результате чего ток через него начинает уменьшаться, а напряжение на силовом выводе 10 увеличивается. Конденсатор 9 при этом начинает заряжаться, что приводит к увеличению тока базы шунтирующего транзистора 2 и росту степени его насыщения. Паразитная емкость затвор-сток МДП-транзистора 1 препятствует запиранию этого транзистора, так как напряжение на его затворе также увеличивается. Для устранения этого э&фекта и служит дополнительная цепь положительной обратной связи через конденсатор 9 и резистор 7 к базе шунтирующего транзистора 2, коллекторный ток которого препятствует увеличению напряжения на затворе МДП-транэистора 1. Тем самым уменьшается длительность спада тока стока и, следовательно, уменьшается мощность, рассеиваемая транзистором I на этапе его выключения.

Конденсатор 9 разряжается во время открытого состояния транзистора 1, а защитный диод 5 снимает отрицательное напряжение с база-эмиттерного перехода транзистора 3.

Формула изобретения

Нолевой транзисторный ключ, содержащий ключевой МДП-транзистор, включенный между силовым и общим выводами ключа, шунтирующий и открывающий транзисторы, включающий транзистор дополнительного типа, диод и три резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия уменьшения мощности, рассеиваемой ключевым МДП-транэистором, в него введен конденсатор, включенный параллельно с первым резистором между

силовым выводом и первым выводом вто- |5 анодом диода и общим выводом ключа.

рого резистора, второй вывод которого соединен с базой шунтируюсцего транзистора, коллектором открывающего транзистора и катода диода, причем затвор ключевого МДП-транэистора соединен с коллектором шунтирующего транзистора и базой включающего транзистора дополнительного типа, эмиттер которого подключен к управляющему выводу ключа, а коллектор через третий резистор - к базе открывающего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером шунтирующего транзистора,