高壓晶體管的抗飽和技術

在高壓雙極型開關晶體管中，“下降時間”（關斷沿的速度或者dv／dt）主要由基極驅(qū)動關斷電流特性曲線的形狀來決定，見第一部分第15章。從基極關斷驅(qū)動的施加到真正關斷沿之間的延時是存儲延時時間，它取決于關斷之前的基區(qū)少數(shù)載流子濃度。

存儲時間可以通過使少數(shù)載流子最低來最小化，具體地說，在晶體管關斷之前，保證其基極電流剛好滿足驅(qū)動，而保持晶體管處在準飽和的狀態(tài)。

經(jīng)常用來實現(xiàn)使少數(shù)載流子濃度最低的一種方法叫作二極管貝克鉗位電路。因為這種方法的優(yōu)點是對驅(qū)動進行帶負反饋的動態(tài)鉗位，所以能夠?qū)Ω鞣N器件的增益以及飽和電壓不可避免的變化有補償作用，同時它也會對由于溫度與負載變化而引起的開關晶體管參數(shù)的變化做出反應。

二極管貝克鉗位電路

圖中是一個典型的貝克錯位電路，它的工作原理如下。

二極管D1、D2與基極驅(qū)動元件串聯(lián)連到Q1的基極，A點驅(qū)動電壓包括二極管DD2上的壓降和Q1基射極電壓V=，在Q1導通時A點驅(qū)動電壓近似達到2V。

當Q1導通時，其集電極電壓開始下降，當這個集電極電壓降到約1。3V時，D3開始導通，使基極驅(qū)動電流分流到Q1的集電極。這個鉗位行為受負反饋控制，自調(diào)整將一直持續(xù)到Q1的集電極電壓有效地鉗位在1.3V上為止。

這樣的話，晶體管始終保持在準飽和導通狀態(tài)，以最少的基極驅(qū)動電流維持這種狀態(tài)。在導通時這個準飽和狀態(tài)維持基區(qū)的最少的少數(shù)載流子數(shù)，從而在關斷期獲得最小的延時時間。在關斷期，D4給Q1基極的反向關斷電流提供了一條通路。

在基極電路中二極管數(shù)目D1、D2、…、D。的選擇應該和晶體管的飽和電壓匹配。這個鉗位電壓應該高于在工作電流下的品體管正常的飽和集電極電壓，確保在準飽和導通狀態(tài)下真正維持晶體管工作。

這項技術有一個缺點是，在導通期間Q1的集電極電壓略高于深飽和時的集電極電壓這增加了晶體管的功耗。

圖中所示是貝克鉗位電路與低損耗組合緩沖二極管的完美組合。

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