RU2312456C1 - Circuit for controlling serial key on metal-dielectric-semiconductor transistor - Google Patents
Circuit for controlling serial key on metal-dielectric-semiconductor transistor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312456C1 RU2312456C1 RU2006115215/09A RU2006115215A RU2312456C1 RU 2312456 C1 RU2312456 C1 RU 2312456C1 RU 2006115215/09 A RU2006115215/09 A RU 2006115215/09A RU 2006115215 A RU2006115215 A RU 2006115215A RU 2312456 C1 RU2312456 C1 RU 2312456C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- diode
- resistor
- base
- source
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания. Техническим результатом является повышение КПД и быстродействия МДП-транзисторного ключа.The invention relates to electrical engineering and can be used in pulsed secondary power sources. The technical result is to increase the efficiency and performance of the MOS transistor switch.
Техническим решением, принятым за прототип, является схема управления МДП-транзистором, содержащая ключевой силовой МДП-транзистор, сток которого соединен с положительной шиной источника питания, исток соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с отрицательной шиной источника питания, затвор транзистора соединен с коллектором управляющего n-p-n транзистора, последовательно соединенные два резистора и диод, анод диода соединен с положительной шиной источника питания, катод соединен с первым резистором, общая точка первого и второго резисторов соединена с первым выводом конденсатора, второй вывод конденсатора соединен с истоком МДП-транзистора, второй вывод второго резистора соединен с коллектором управляющего n-p-n транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания (Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. - М.: Радио и связь, 1985, с.137, 138).The technical solution adopted for the prototype is a MOS transistor control circuit containing a key power MOS transistor, the drain of which is connected to the positive bus of the power source, the source is connected to the first output terminal, the second terminal of which is connected to the negative bus of the power source, the transistor gate is connected with the collector of the control npn transistor, two resistors and a diode connected in series, the anode of the diode connected to the positive bus of the power supply, the cathode connected to the first resistor, common point the first and second resistors are connected to the first output of the capacitor, the second output of the capacitor is connected to the source of the MOS transistor, the second output of the second resistor is connected to the collector of the control npn transistor, the emitter of which is connected to the negative bus of the power supply (Oxner E.S. Powerful field-effect transistors and their application. - M.: Radio and communications, 1985, p.137, 138).
Недостатком прототипа является его невысокое быстродействие, так как при включении МДП-транзистора импульсный ток затвора ограничен высоким значением сопротивления второго резистора, а при выключении МДП-транзистора ток заряда конденсатора ограничен значением сопротивления первого резистора. Уменьшение значения сопротивления второго резистора приведет к увеличению потребляемой мощности, а, учитывая, что значение напряжения затвор-исток Uзи определяется соотношением первого и второго резисторов, необходимо одновременно уменьшить значение и первого резистора. Это предопределит еще более значительное снижение КПД. Технический результат заявленного изобретения - увеличение КПД и повышение быстродействия ключа на МДП-транзисторе.The disadvantage of the prototype is its low speed, because when you turn on the MOS transistor, the pulse gate current is limited by the high resistance value of the second resistor, and when you turn off the MIS transistor, the capacitor charge current is limited by the resistance value of the first resistor. A decrease in the resistance value of the second resistor will lead to an increase in power consumption, and, given that the value of the gate-source voltage Uzi is determined by the ratio of the first and second resistors, it is necessary to simultaneously decrease the value of the first resistor. This will predetermine an even more significant decrease in efficiency. The technical result of the claimed invention is an increase in efficiency and increase the speed of the key on the MOS transistor.
Технический результат достигается тем, что в схему управления последовательным ключом на МДП-транзисторе, содержащую силовой МДП-транзистор, нагрузку, включенную между истоком МДП-транзистора и отрицательной шиной источника питания, управляющий транзистор, последовательно соединенные диод и резистивный делитель, конденсатор, дополнительно введены два транзистора, два диода и два резистора.The technical result is achieved by the fact that in the control circuit of the serial key on the MOS transistor containing the power MOS transistor, the load connected between the source of the MOS transistor and the negative bus of the power source, the control transistor, the diode and the resistive divider, the capacitor connected in series, are additionally introduced two transistors, two diodes and two resistors.
На чертеже представлена предлагаемая схема управления последовательным ключом на МДП-транзисторе, где приняты следующие обозначения:The drawing shows the proposed control circuit serial key on the MOS transistor, where the following notation:
1 - силовой МДП-транзистор, работающий в режиме ключа;1 - power MOS transistor operating in key mode;
2 - нагрузка;2 - load;
3, 4 - резисторы;3, 4 - resistors;
11, 12 - резистивный делитель;11, 12 - resistive divider;
5 - конденсатор;5 - capacitor;
6, 7 - транзисторы;6, 7 - transistors;
13 - управляющий транзистор;13 - control transistor;
8, 9, 10 - диоды;8, 9, 10 - diodes;
14 - отрицательная шина источника питания;14 - negative bus power supply;
15 - положительная шина источника питания.15 - positive bus power source.
Схема управления последовательным ключом на МДП-транзисторе содержит силовой транзистор 1, работающий в режиме ключа, сток транзистора 1 соединен с положительной шиной 15 источника питания, исток транзистора 1 подключен к первому выводу нагрузки 2, второй вывод которой соединен с отрицательной шиной 14 источника питания, между затвором и истоком транзистора 1 установлен резистор 3, затвор транзистора 1 соединен с первым выводом резистора 4, второй вывод резистора 4 соединен с эмиттером транзистора 7 и анодом диода 9, катод диода 9 и база транзистора 7 соединены между собой и подключены к коллектору транзистора 13, эмиттер которого подключен к отрицательной шине 14 источника питания, анод диода 10 соединен с положительной шиной 15 источника питания, катод диода 10 соединен с коллектором транзистора 6 и с первым выводом резистора 11, второй вывод резистора 11 соединен с первым выводом резистора 12, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 13, с общей точкой резисторов 11, 12 соединены катод диода 8 и база транзистора 6, его эмиттер соединен с анодом диода 8, с коллектором транзистора 7 и с первым выводом конденсатора 5, второй вывод которого подключен к истоку транзистора 1.The serial key control circuit on the MOS transistor contains a power transistor 1 operating in key mode, the drain of transistor 1 is connected to the positive bus 15 of the power source, the source of the transistor 1 is connected to the first output terminal of the load 2, the second terminal of which is connected to the negative bus 14 of the power source, a resistor 3 is installed between the gate and the source of transistor 1, the gate of transistor 1 is connected to the first output of resistor 4, the second output of resistor 4 is connected to the emitter of transistor 7 and the anode of diode 9, the cathode of diode 9 and the base of the transistor Ora 7 are interconnected and connected to the collector of transistor 13, the emitter of which is connected to the negative bus 14 of the power source, the anode of the diode 10 is connected to the positive bus 15 of the power source, the cathode of the diode 10 is connected to the collector of the transistor 6 and to the first output of the resistor 11, the second output the resistor 11 is connected to the first terminal of the resistor 12, the second terminal of which is connected to the collector of the transistor 13, the cathode of the diode 8 and the base of the transistor 6 are connected to the common point of the resistors 11, its emitter is connected to the anode of the diode 8, with the collector of the transistor and 7 and to a first terminal of the capacitor 5, the second terminal of which is connected to the source of transistor 1.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Рассмотрим статический режим - интервалы времени, в течение которого транзисторы находятся в режиме насыщения или отсечки.Consider the static mode - the time intervals during which the transistors are in saturation or cutoff mode.
Пусть управляющий транзистор 13 открыт и насыщен. Затвор транзистора 1 через резистор 4, диод 9 и открытый транзистор 13 подключен к минусовой шине 14 источника питания. Так как транзистор 1 включен по схеме истокового повторителя, нагрузка 2 включена между истоком транзистора 1 и минусовой шиной 14 источника питания, которая соединена с эмиттером транзистора 13, напряжение затвор-исток транзистора 1 близко к нулю и транзистор 1 закрыт.Let the control transistor 13 is open and saturated. The gate of the transistor 1 through the resistor 4, the diode 9 and the open transistor 13 is connected to the negative bus 14 of the power source. Since the transistor 1 is connected according to the source follower circuit, the load 2 is connected between the source of the transistor 1 and the negative bus 14 of the power source, which is connected to the emitter of the transistor 13, the gate-source voltage of the transistor 1 is close to zero and the transistor 1 is closed.
В этом режиме на конденсаторе 5 формируется напряжение, необходимое и достаточное для включения транзистора 1.In this mode, a voltage is formed on the capacitor 5 that is necessary and sufficient to turn on the transistor 1.
Транзистор 6 и диоды 9, 10 - открыты, а транзистор 7 и диод 8 - закрыты.Transistor 6 and diodes 9, 10 are open, and transistor 7 and diode 8 are closed.
В случае, если управляющий транзистор 13 закрыт, ток через диод 10 и транзистор 6 не течет. В этом режиме конденсатор 5 является источником напряжения для включения транзистора 1. Ток течет от плюсовой обкладки конденсатора 5 через диод 8, транзистор 7 и резисторы 3, 4, заряжая входную емкость транзистора 1, открывает и удерживает его в открытом состоянии. Транзистор 1 открыт.If the control transistor 13 is closed, the current through the diode 10 and the transistor 6 does not flow. In this mode, the capacitor 5 is the voltage source for turning on the transistor 1. The current flows from the plus plate of the capacitor 5 through the diode 8, transistor 7 and resistors 3, 4, charging the input capacitance of transistor 1, opens and holds it open. Transistor 1 is open.
Транзистор 7 и диод 8 - открыты, а транзистор 6 и диоды 9, 10 - закрыты.Transistor 7 and diode 8 are open, and transistor 6 and diodes 9, 10 are closed.
Таким образом ключевой транзистор 1 и управляющий транзистор 13 работают в противофазе.Thus, the key transistor 1 and the control transistor 13 operate in antiphase.
Рассмотрим динамический режим - интервалы времени, в течение которого транзисторы при переходе из насыщения в отсечку и наоборот работают в линейном режиме.Consider the dynamic mode - the time intervals during which the transistors during the transition from saturation to the cutoff and vice versa operate in linear mode.
Предположим, что в исходном состоянии управляющий транзистор 13 закрыт, а транзистор 1 открыт.Suppose that in the initial state, the control transistor 13 is closed, and the transistor 1 is open.
В момент формирования фронта базового тока транзистора 13 последний переходит из режима отсечки в режим насыщения.At the time of formation of the base current front of the transistor 13, the latter goes from the cutoff mode to the saturation mode.
Следствие этого - одновременно происходящие переходные процессы в схеме:The consequence of this is the simultaneously occurring transients in the circuit:
- разряд емкости Сзи транзистора 1;- discharge capacitance Szy transistor 1;
- включение транзистора 6 и диодов 9, 10;- inclusion of a transistor 6 and diodes 9, 10;
- заряд емкости конденсатора 5.- charge capacitor capacitance 5.
Разряд емкости Сзи транзистора 1 происходит током, протекающим по цепи затвор транзистора 1 - резистор 4 - диод 9 - транзистор 13 - отрицательная шина 14 - нагрузка 2 - исток транзистора 1. Так как транзистор 13 и диод 9 в режиме проводимости имеют низкое динамическое сопротивление, то ток разряда емкости Сзи ограничен только низкоомным значением сопротивления резистора 4.The discharge of the Szi capacitance of transistor 1 occurs by the current flowing through the gate circuit of transistor 1 - resistor 4 - diode 9 - transistor 13 - negative bus 14 - load 2 - source of transistor 1. Since transistor 13 and diode 9 in the conduction mode have a low dynamic resistance, then the Szi capacitance discharge current is limited only by the low-resistance value of the resistor 4.
В цепи положительная шина 15 - диод 10 - резистор 11 - резистор 12 - транзистор 13 - отрицательная шина 14 формируется фронт тока, часть которого включает транзистор 6.In the circuit, a positive bus 15 — diode 10 — resistor 11 — resistor 12 — transistor 13 — negative bus 14 forms a current front, part of which includes transistor 6.
Включение транзистора 6, работающего в линейном режиме, приводит к заряду конденсатора 5 током, протекающим по цепи положительная шина 15 - диод 10 - транзистор 6 - конденсатор 5 - нагрузка 2 - отрицательная шина 14.The inclusion of the transistor 6, operating in linear mode, leads to the charge of the capacitor 5 by the current flowing through the circuit positive bus 15 - diode 10 - transistor 6 - capacitor 5 - load 2 - negative bus 14.
В случае, если транзистор 13 открыт, а транзистор 1 закрыт, в момент формирования спада базового тока транзистора 13 последний переходит из насыщения в режим отсечки.If the transistor 13 is open, and the transistor 1 is closed, at the time of the formation of the recession of the base current of the transistor 13, the latter goes from saturation to the cutoff mode.
Следствие этого - одновременно происходящие переходные процессы в схеме:The consequence of this is the simultaneously occurring transients in the circuit:
- включение транзистора 7 и диода 8;- the inclusion of the transistor 7 and the diode 8;
- заряд емкости Сзи транзистора 1;- charge capacitance Szy transistor 1;
- разряд емкости конденсатора 5.- discharge of the capacitor 5.
Возникает ток, протекающий по цепи конденсатор 5 - диод 8 - резистор 12 - переход база-эмиттер транзистора 7 - резистор 4 - резистор 3 - конденсатор 5. Этот ток включает транзистор 7. Заряд емкости Сзи транзистора 1 происходит током, протекающим по цепи конденсатор 5 - транзистор 7 - резистор 4 - затвор транзистора 1 - исток транзистора 1.There is a current flowing through the circuit of the capacitor 5 - diode 8 - resistor 12 - the base-emitter junction of the transistor 7 - resistor 4 - resistor 3 - capacitor 5. This current turns on the transistor 7. The capacitance of the Szi transistor 1 is charged by the current flowing through the circuit of the capacitor 5 - transistor 7 - resistor 4 - gate of transistor 1 - source of transistor 1.
Так как транзистор 1, работающий в линейном режиме, имеет низкое динамическое сопротивление, то ток заряда емкости Сзи транзистора 1 ограничен только низкоомным значением сопротивления резистора 4.Since the transistor 1 operating in linear mode has a low dynamic resistance, the charge current of the Szi capacitance of the transistor 1 is limited only by the low-resistance value of the resistance of the resistor 4.
Ток заряда емкости Сзи транзистора 1 является током разряда конденсатора 5.The charge current of the capacitance Szy of the transistor 1 is the discharge current of the capacitor 5.
Таким образом, включение в схему двух транзисторов и двух диодов позволяет создать контуры тока для:Thus, the inclusion of two transistors and two diodes in the circuit allows you to create current loops for:
- быстрого заряда и разряда емкости Сзи силового транзистора 1 при его переключении;- fast charge and discharge capacitance Szy power transistor 1 when it is switched;
- быстрого заряда и разряда емкости конденсатора 5 при переключении управляющего транзистора 13.- fast charge and discharge of the capacitor 5 when switching the control transistor 13.
Следствие этого - снижение потребляемой мощности в динамическом режиме.The consequence of this is a reduction in power consumption in dynamic mode.
Кроме того, схема позволяет установить в цепь коллектора управляющего транзистора резисторы с большим значением сопротивления, что снижает потребляемую мощность в статическом режиме.In addition, the circuit allows you to install resistors with a large resistance value in the collector circuit of the control transistor, which reduces power consumption in static mode.
Следствием этих режимов работы схемы является уменьшение статических и динамических потерь мощности, а следовательно, увеличение КПД и повышение быстродействия ключа на МДП-транзисторе.The consequence of these modes of operation of the circuit is to reduce static and dynamic power losses, and therefore, increase the efficiency and increase the speed of the key on the MOS transistor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115215/09A RU2312456C1 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Circuit for controlling serial key on metal-dielectric-semiconductor transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115215/09A RU2312456C1 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Circuit for controlling serial key on metal-dielectric-semiconductor transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312456C1 true RU2312456C1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38904003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115215/09A RU2312456C1 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Circuit for controlling serial key on metal-dielectric-semiconductor transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312456C1 (en) |
-
2006
- 2006-05-02 RU RU2006115215/09A patent/RU2312456C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОКСНЕР Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. - М.: Радио и связь, 1985, с.137, 138. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010051165A (en) | Gate drive circuit of semiconductor apparatus and power conversion apparatus using the same | |
JP2004215458A (en) | Drive circuit of semiconductor switching element | |
TWI242928B (en) | Electronic circuit using normally-on junction field effect transistor | |
ES2386888T3 (en) | Installation of a circuit to control power transistors | |
RU2420858C2 (en) | Switching circuit and method to control power consumer | |
CN110971224B (en) | Control circuit and contactless switch | |
CN210517839U (en) | Charging backflow prevention circuit | |
RU2312456C1 (en) | Circuit for controlling serial key on metal-dielectric-semiconductor transistor | |
RU189075U1 (en) | Backup Power Device | |
JP3964912B2 (en) | Inrush current reduction circuit | |
CN106849926B (en) | Wide-voltage NMOS switch control circuit | |
RU2690838C1 (en) | Protective device | |
CN207339633U (en) | A kind of drive circuit of improved power switch pipe | |
ATE502436T1 (en) | HIGH CURRENT CHARGE PUMP FOR INTELLIGENT CIRCUIT SWITCH DRIVER | |
CN215990180U (en) | Switch protection circuit and device | |
CN111030662B (en) | IGBT grid driving circuit | |
CN211509032U (en) | Push-pull driving circuit for driving high-end PMOS tube switch | |
CN210839316U (en) | Isolation control circuit | |
CN110677044B (en) | NPN type BJT combined capacitor charging and discharging type controller with wide working voltage range | |
CN212518783U (en) | Power supply control circuit for computer | |
JP5649035B2 (en) | Strobe device | |
CN107681887B (en) | Switching power supply circuit | |
CN110138221B (en) | Power supply and switching power supply circuit thereof | |
CN113675939A (en) | Low-loss internal and external power supply seamless switching circuit | |
SU1598152A1 (en) | Transistor relay |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120503 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140127 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160503 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190222 |