шмна стока

вход от

драйвера

затвора

hJ-Р

Рис.6.6 Включение дополнительных резаспюров в цепь затворов.

-d CgsT шин.з.тв<*а TGsi LD

шина истока

Puc.6.7 Паразитные контуры высокой добротности в паралле.пьном соединении ПТ.

+ 12

генератор импульсов

75 П

150pF

2.2к * 510pF 470

1N914

9 +i2VoRs

3904 1N914

isn.a.ow

MDS51A

i.Ok

6 +12 Volts

г.7к

ШЕгю

82 П (4)

1.мГ

NJE200

ЫиК830А

MTP -i-8N20.

.15П l.OkW

1500

Vv=150V

Puc. 6-8 Схема испытаний ПТ при индуктивной нагрузке.

50V/div

№в 5ov/div

гОА/div

5,0;iS

n--11

a) Б)

Рис 6.9 a) Осци.1лограммы I о от VbS P работе на индуктивную нагрузку; 6) переходный процесс выключения.

стремится выровнять скорости нарастания и спада токов в отдельных ПТ.

Если затворы параллельной сборки ПТ монтируются непосредственно от общего узла (рис. 6.6). то паразитные емкости и индуктивности составляют контуры высокой добротности (собственная частота 100 МГц) (рис.6.7). Добротность паразитных контуров при высоких скоростях изменения управляющего напряжения

понижается введением, дополнительных резисторов в цепи затворов (10 + 20 Ом) или. ферритовых бусинок.

В заключение в схеме рис. 6.8 были проведены испытания, определяющие влияние разброса ros(on) на равномерность нагрева ПТ (выбраны ПТ с rs 0,23 Ом и три ПТ с Tds - 0,255 Ом); распределение тока было в пределах границ прямой ОБР: самый большой ток во включенном состоянии протекал через ПТ с

минимальным rs (рис. 6.9а). Каждый ПТ был установлен на отдельный охладитель и температуры корпуса контролировалась; температуры оказались практически одинаковыми (54.3 *С для ПТ с rosmin и 52,3С для остальных) и не влияли на распределение тока. Вырав-

нивание температуры определяется высоким удельным весом коммутационных потерь (fpag > 40 кГц), а также совпадением gts- Разброс при выключении также незначительный (рис. 6.96).

Таблица 6.2

Параметры полевых транзисторов в параллельном соединении

Основные рекомендации конструктору при параллельной работе МДП-ПТ;

1. Для равномерного распределения статического тока необходим входной контроль по го8{оп)-

2. Для равномерного распределения динамического тока необходим входной контроль по кривым g,s, или (менее надежный подход) контроль g,s в точке (при заданном значении тока стока).

3. Увеличение скоростей изменения управляющего напряжения в симметричных цепях затвор-истока обеспечивает выравнивание скоростей спада и нарастания выходных токов в параллельных ПТ из-за действия собственной индуктивности истока.

4. Конструкция цепи управления должна быть симметрирована относительно цепи затвор-исток каждого ПТ.

5- Для подавления паразитных колебаний затворы каждого ПТ подсоединяются к общему узлу через резистор или ферритовую бусинку.

6.3. Параллельная работа ПТ в линейном режиме.

Основные достоинства ПТ при применении в линейных (аналоговых) устройствах - высокий входной импеданс (упрощается схема управления), стойкость к вторичному пробою, линейность передаточной ВАХ в широком динамическом диапазоне. Однако эти достоинства могут проявится только при обеспечении достаточной стабилизации рабочей точки Q.

Характеристики, определяющие положение статиче-

ской рабочей точки ПТ (приведены для TMOS Power MOSFET) - это выходные ВАХ (рис. 6.10а) и передаточные ВАХ (рис. 6.106). Однако желаемый .статический ток, например, Id - 4.0 А может соответствовать напряжению Vgs - 5,75 В в типовом ПТ, но для той же линии нагрузки в типовом ПТ это значение Vg вызывает ток стока в диапазоне 2,5 + 4,5 А. Входной контроль параметров ПТ обеспечивает некоторую заданную стабильность статической рабочей точки. Используют в частности контроль порогового напряжения, которое определяется как минимальное Vgj, при котором ПТ проводит ток 1 мА. Однако ПТ с согласованными пороговыми напряжениями могут иметь существенно отличающиеся передаточные ВАХ; неудачны попытки подбора ПТ по крутизне или по сопротивлению в открытом состоянии.

Эффективным является контроль статического тока стока Id при заданном значении Vgs. Другое решение обеспечивающее стабилизацию статической рабочей точки, введение обратной связи через дополнительное сопротивление истока.

Температура перехода - еще одна переменная, влияющая на положение статической рабочей точки. Рис. 6.106 показывает, что с точки зрения влияния температуры передаточная ВАХ делится на две области; при Vgs < 6,1 В увеличение Tj увеличивает Id (снижения порогового напряжения превалирует над увеличением Гоб{ог) с ростом Tj); при Vgs > 6.1 В превалирует увеличение rDsjpy Относительное влияние температуры велико при малых токах Id-

Введение резистора в цепь истока обеспечивает обратную связь по току с напряжением затвора (Vgs уменьшается пропорционально увеличению тока Id - рис. 6.11а) Выражения для оценки малосигнальной крутизны gfs и коэффициента усиления по напряже-

2.0 4.0 fl.Il 8Л

Vq, напряжение сток-исток (v-)

г.о 4.0 в.о 8.0 10

Vqj, каоряжение затЬор-исток (V) 5)

Рис. 6-10 ВАХ ПТ а) выходные; б) передаточные.

Vr=IdRs

4.4 4.8 s.e ~ e.0

, напряжение затвор-земля (в)

Рис. 6.11 Испюковый резистор - элемент отрицательной обратной связи а); и метод оценки значения резистора Rs 6).

Vqq , напряжение затвор-земдя (в)

Рис 6.12 Влияние Rs на стабильность рабочей точки.

*GSQ регулшруемое

20П -WW

Vdd=110V

: 62.5!) lOOW

j-AMr-

1.2к 3.30 3.3nJ

Рис 6.13. Схема испытаний параллельного соединения ПТ в линейном режиме

l.OVdiv

20 lis

Рис 6.14. Осциллограммы Id, Удд, VpS при Rg-3,3 Ом в линейном режиме и параллельном соединении двух ПТ

нию Av с и без Rs приведены в табл. 6.3.

Определение влияния Rs на положение статической рабочей точки показано на рис. 6.116: при -О ПТ проводит ток Id - 0,375 А при Vgs = 4,7 В; при Rs 5 О по оси X откладывается напряжение Vgg (затвор-земля). Связь между Vgg и Iq определяется линией нагрузки Rs через точку Vgg с наклонной - l/Rg. На рис. 6.116 при Rs - 2,0 Ом и Vgg ,= 5,45 В статическая рабочая точка фиксируется при токе Ip = 0,375 А.

Для обеспечения стабильности рабочей точки определяется максимальный разброс передаточный ВАХ (для ПТ типа 350 MTP8N18 приведены на рис. 6.12).