DE3538584C2

DE3538584C2 -

Info

Publication number: DE3538584C2
Application number: DE19853538584
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7150 Backnang De Reustle
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1989-02-09
Also published as: DE3538584A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Anordnung ist aus US 36 75 114 bekannt mit dem Unterschied, daß Bipolartransi storen anstelle von Feldeffekttransistoren eingesetzt sind. Für Leistungsanwendungen müssen oft mehrere Feldeffekttran sistoren parallel geschaltet werden. Gemäß "Power Conversion International", Heft 4, April 1981, Seiten 22 bis 44 werden die Drain- Source-Strecken der Feldeffekttransistoren direkt (Fig. 18) parallel geschaltet, bzw. unter Zwischenschaltung von Ent kopplungselementen (Fig. 19 und 20). Die Gateanschlüsse sind alle mit einem externen Steuersignal - im Bedarfsfall über Entkopplungselemente - beaufschlagt. Diese Betriebsart ist problematisch, da die Leistungsverteilung auf die parallel geschalteten Feldeffekttransistoren durch unterschiedliche Parameter - Schwellspannungen Bahnwiderstände, Verstärkungs faktoren - unterschiedlich sein kann und so leicht zur Zer störung des schwächsten der Feldeffekttransistoren führen kann.

Stromquellen in Form eines Feldeffekttransistors, eines Differenzverstärkers, dessen einer Eingang mit der Drain- bzw. Source-Elektrode des Feldeffekttransistors verbunden ist und dessen anderer Eingang mit einer Spannung beauf schlagt ist, sowie eines dazugehörigen Sourcewiderstandes sind aus Tietze-Schenk "Halbleiterschaltungstechnik" 1980, 5. Auflage, Springer Verlag, S. 246-255 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung ge mäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß die Leistungsverteilung auf die parallelgeschalteten Feldef fekttransistoren gleichmäßiger bzw. in Anpassung auf ihre unterschiedlichen Parameter erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Anspruch 2 betrifft eine Aus gestaltung der Erfindung.

Die Anordnung gemäß der Erfindung weist folgende Vorteile auf:

Da die externe Steuerung nur an einem Feldeffekttransistor erfolgt, ergeben sich sichere und zuverlässige Betriebszu stände. Sämtliche weiteren Feldeffekttransistoren werden durch den Spannungsabfall am Sourcewiderstand eines bereits nachgeführten weiteren Feldeffekttransistors geregelt. Der Strom durch die weiteren Feldeffekttransistoren kann auf einfache Weise durch die den Drain-Source-Strecken in Serie geschalteten Sourcewiderstände eingestellt werden. Dadurch kann eine genau definierte Symmetrierung bezüglich der Lei stung der Feldeffekttransistoren erfolgen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun beispielhaft erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung der Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Anwendung der Anordnung für einen Längsregler.

In Fig. 1 sind drei parallel arbeitende Feldeffekttransi storen F 1, F 2, F 3, . . . dargestellt, zu denen beliebig viele weitere Feldeffekttransistoren parallel geschaltet werden können. Der erste Feldeffekttransistor F 1 wird an seinem Ga teanschluß von einem externen Steuersignal St gesteuert. Der Feldeffekttransistor F 2 wird nicht unmittelbar von diesem Steuersignal St gesteuert, sondern vom Spannungsabfall am Sourcewiderstand R 1 des ersten Feldeffekttransistors F 1.

Die weiteren Feldeffekttransistoren F 2, F 3 werden über eine eigene Regelung nachgeführt und stellen jeweils Stromquellen dar. Die Beschaltung ist folgendermaßen:

Die Serienschaltungen von jeweils einer Drain-Source-Strecke eines Feldeffekttransistors mit zugehörigem Sourcewiderstand R 1, bzw. R 2, R 3 liegen parallel zueinander. Über diese Parallelschaltung kann, wie anschließend in Verbindung mit Fig. 2 noch genauer erläutert wird, ein Laststrom fließen. An den Verbindungspunkt der Sourceelektrode des ersten Feldeffekttransistors F 1 mit zugehörigem Sourcewiderstand R 1 ist eine Leitung Ltg 1 angeschlossen, an die der nichtinver tierende Eingang des Differenzverstärkers V 1 angeschlossen ist. Die Differenzverstärker V 1, V 2 sind jeweils den weite ren Feldeffekttransistoren F 2, F 3 zugeordnet und steuern diese am Gateanschluß über ihr Ausgangssignal. Die invertie renden Eingänge der Differenzverstärker V 1, V 2 sind jeweils an den Verbindungspunkt zwischen der Drain-Source-Strecke ihres Feldeffekttransistors mit dem zugehörigen Sourcewider stand angeschlossen.

Natürlich ist es möglich, die Feldeffekttransistoren anstatt mit Sourcewiderständen mit Drainwiderständen zu beschalten und die Differenzverstärker V 1 und V 2 an die entsprechenden Verbindungspunkte zwischen diesen Drainwiderständen und den zugehörigen Drain-Source-Strecken anzuschließen.

Wie Fig. 1 weiter zeigt ist der Feldeffekttransistor F 2 auf den extern gesteuerten Feldeffekttransistor F 1 nachgeführt (Verbindungsleitung Ltg 1: Nichtinvertierender Eingang des Differenzverstärkers V 1 /Verbindungspunkt F 1 mit zugehörigem Sourcewiderstand R 1). Der Feldeffekttransistor F 3 ist jedoch nicht direkt auf den externen gesteuerten Feldeffekttransistor F 1 nachgeführt, sondern auf den von F 1 nachgeführten weite ren Feldeffekttransistor F 2 (Verbindungsleitung Ltg 2:
Nichtinvertierender Eingang des Differenzverstärkers V 2 / Verbindungspunkt F 2 mit zugehörigen Sourcewiderstand R 2).

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Anwendung der Anordnung gemäß der Erfindung für einen Längsregler zur Gleichstromver sorgung. Der Eingang des Längsreglers, an dem die zu regeln den Gleichspannung U _E ansteht, wird über die Anordnung gemäß Fig. 1 (parallelgeschaltete Drain-Source-Strecken der Feldeffekttransistoren) mit dem Ausgang, an dem die geregel te Gleichspannung U _A abgreifbar ist, verbunden. Über einen Spannungsteiler R 4, R 5 wird eine zur Ausgangsspannung U _A proportionale Spannung mittels des Differenzverstärkers DV mit einer Referenzspannung U _ref verglichen. Das Ausgangssi gnal des Differenzverstärkers DV kann direkt als Steuersignal St zur Steuerung des ersten Feldeffekttransistors F 1 verwen det werden.

Entsprechend läßt sich die Anordnung der Erfindung auch an stelle des Ausgangstransistors / der Ausgangstransistoren einer Verstärkerschaltung einsetzen, bei der es auf eine ge naue Strom-Leistungssymmetrierung ankommt.

Die Feldeffekttransistoren F 1, F 2, F 3 . . . können PN-FETs oder IG-FETs, beispielsweise MOS-FETs vom selbstleitenden oder selbstsperrenden Typ, sein.

Claims

1. Anordnung, bestehend aus mindestens drei parallel arbeitenden Feldeffekttran sistoren, bei der nur einer der Feldeffekttransistoren (F 1, F 2, F 3, . . .) an seinem Gateanschluß von einem externen Steuersignal (St) ge steuert ist und bei der die weiteren Feldeffekttransisto ren (F 2, F 3, . . .) über eine eigene Regelung nachgeführt sind, in dem Sinne, daß sie jeweils auf einen gesteuerten Feldeffekttransistor (F 1) nachgeführte parallele Strom quellen darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nach führung jedes weiteren Feldeffekttransistors (F 3 . . .) immer in Abhängigkeit jenes Stromes erfolgt, der den un mittelbar vorangehenden Feldeffekttransistor (F 2) durch fließt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei jeder Gatenanschluß der weiteren Feldeffekttransistoren (F 2, F 3, . . .) jeweils mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers (V 1, V 2, . . .) ver bunden ist, wobei bei dem Feldeffekttransistor (F 2) der direkt auf den extern gesteuerten Feldeffekttransistor (F 1) nachgeführt ist, der nichtinvertierende Eingang des ihm zugeordneten Differenzverstärkers (V 1) an den Ver bindungspunkt der Serienschaltung bestehend aus der Drain-Source-Strecke des extern gesteuerten Feldeffek transistors (F 1) und dessen Sourcewiderstand (R 1) ange schlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Fel deffekttransistoren (F 3 . . .), die auf einen zuvor ge steuerten, nicht direkt mit dem externen Steuersignal (St) beaufschlagten Feldeffekttransistor (F 2 . . .) nachge führt sind, die nichtinvertierenden Eingänge der ihnen zu geordneten Differenzverstärker (V 2, . . .) an den Verbin dungspunkt der Serienschaltung, bestehend aus der Drain- Source-Strecke des sie nachführenden Feldeffekttransi stors (F 2) und dessen Sourcewiderstand (R 2) angeschlossen sind, und daß die invertierenden Eingänge der Differenz verstärker (V 1, V 2, . . .) jeweils mit dem Verbindungs punkt der Serienschaltung, gebildet aus dem ihnen zuge ordneten weiteren Feldeffekttransistor (F 2, F 3, . . .) so wie jeweils seinem Sourcewiderstand (R 2, R 3, . . ), ver bunden sind.