DE3709383A1 - Einrichtung zur ansteuerung von transistorschaltern in darlington-anordnung - Google Patents

Einrichtung zur ansteuerung von transistorschaltern in darlington-anordnung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ansteuerung von Transistorschaltern in Darlington-Anordnung.
Es ist durch die DE-OS 29 38 122 eine Schalteinrichtung zur Ansteue­ rung eines Transistorschalters bekannt, bei der der Hauptstromlei­ tungsweg in Reihe mit einer Diode zwischen einer Eingangsklemme zur Aufnahme eines Steuerimpulses und der Kollektorelektrode des zu schaltenden Transistors liegt. Ist die Diode ausgeschaltet, wird der Transistor im gesättigten Zustand zur Erzielung einer kürzeren Einschaltzeit und eines niedrigeren Leistungsverlustes im Durchlaß- Zustand betrieben; die Diode wird kurz vor Abschaltung des Transistors eingeschaltet, wodurch der Transistor in den ungesättigten Zustand gebracht wird. In diesem Zustand kann man ihn schneller abschalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine Umschaltung des Haupttransistors vom ge­ sättigten in den ungesättigten Zustand anzugeben, um ihn vom unge­ sättigten Zustand heraus schneller abschalten zu können, als dies im gesättigten Zustand möglich wäre, wobei während der weit über­ wiegenden Leitendzeit der Haupttransistor im gesättigten Zustand gehalten wird, um die Durchlaß-Verluste so gering wie möglich zu halten.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Dabei können einige Vorstufentransistoren erst kurz vor der Abschaltung des Haupttransi­ stors eingeschaltet werden.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.
In der Fig. 1 ist eine Darlington-Anordnung mit zwei MOSFET-Vorstu­ fen dargestellt, in der Fig. 2 eine solche mit einer MOSFET-Vorstufe und einer Vorstufe mit einem bipolaren Transistor, in der Fig. 3 der Zeitverlauf der Entsättigungs-Steuerung gemäß der Einrichtung nach Fig. 1 dargestellt.
In der Fig. 1 ist der Haupttransistor mit T 1 bezeichnet. Die beiden Vorstufen-MOSFETs, die zwischen Kollektor und Basis des Haupttransi­ stors liegen, sind mit T 11 und T 12 bezeichnet. Die Steuerspannungen zwischen Gate und Source sind für die beiden Transistoren mit S 11 respektive S 12 bezeichnet. Die Basis-Emitter-Steuerspannung ist mit S 1 U/ CE , die am Transistor liegende Kollektor-Emitter-Spannung mit U CE bezeichnet.
Die Anzahl der verwendeten MOSFET-Vorstufen kann auch größer als die dargestellte sein.
Je nachdem, wie viele der Vorstufen-MOSFETs eingeschaltet sind, ist der Haupt-Transistor mehr oder weniger stark gesättigt. In der Durch­ laßphase der Darlington-Anordnung werden sämtliche Vorstufen-MOSFETs eingeschaltet, wodurch die Durchlaßspannung der Anordnung niedrig ist und damit ebenfalls die Durchlaßverluste. Kurz vor dem Abschalten der Darlington-Anordnung werden dann einige Vorstufen-MOSFETs bis auf einen abgeschaltet, wodurch der Haupt-Transistor in der quasi- bzw. in den entsättigten Zustand versetzt wird, aus welchem heraus er sich schnell abschalten läßt.
In der Fig. 3 ist der Zeitverlauf der Abschaltung für die beiden MOSFET-Vorstufen dargestellt.
In der Fig. 2 sind mit T 1 wieder der Haupt-Transistor, seine Basis- Emitter-Steuerspannung wieder mit S 1 und seine Kollektor-Emitter­ spannung wieder mit U CE bezeichnet. Es gibt zwei Vorstufen. Die eine wird durch den bipolaren Transistor T 11 a, die andere durch den MOSFET T 12 a gebildet.
Die Basis-Emitter-Steuerspannung des bipolaren Transistors ist mit S 11 a, die Gate-Source-Steuerspannung des MOSFET mit S 12 a bezeichnet.
Bei dieser Einrichtung wird während der Leitendzeit des Haupt-Transi­ stors T 1 nur der bipolare Vorstufen-Transistor T 11 a eingeschaltet, der gewöhnlich einen sehr viel höheren Strom bei Spannungen -300 V führen kann als ein MOSEFT. Damit ist die Durchlaßspannung niedrig. Soll die Darlington-Anordnung abgeschaltet werden, wird der bipolare Transistor T 11 a aus- und der MOSFET-Vorstufen-Transistor T 12 a einge­ schaltet, und er bleibt eingeschaltet. Dadurch erhöht sich automa­ tisch die Durchlaßspannung der Darlington-Anordnung, wodurch T 1 ent­ sättigt wird und mit kurzer Fall- und Speicherzeit verlustarm abge­ schaltet werden kann.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Ansteuerung von Transistorschaltern in Darling­ ton-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorstufentransi­ storen (T 11, T 12; T 11 a, T 12 a) vorgesehen sind, von denen vor Ab­ schaltung des Haupttransistors (T 1) einige der Vorstufen­ transistoren (T 12) vor den anderen (T 11) abgeschaltet werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Vorstufentransi­ storen (T 12 a) erst kurz vor der Abschaltung des Haupttransi­ stors (T 1) eingeschaltet werden, und die anderen (T 11 a) abge­ schaltet werden.
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