RU2524853C2 - Mis transistor-based power switch - Google Patents
Mis transistor-based power switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524853C2 RU2524853C2 RU2012147620/08A RU2012147620A RU2524853C2 RU 2524853 C2 RU2524853 C2 RU 2524853C2 RU 2012147620/08 A RU2012147620/08 A RU 2012147620/08A RU 2012147620 A RU2012147620 A RU 2012147620A RU 2524853 C2 RU2524853 C2 RU 2524853C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- transformer
- resistor
- gate
- mos transistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных коммутационных устройствах.The invention relates to a pulse technique and can be used in various switching devices.
Известен силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий разделительный трансформатор, диод и два резистора (микросборки ВКУ8-3.01 КСНЛ.430104.001-01 ТУ, параметры которых приведены на листе 4, а структурная схема - на листе 51). Этот ключ имеет гальваническую развязку от цепей управления и однополярное управление МДП-транзистором, что обеспечивает этому ключу устойчивость к пробою подзатворного диэлектрика вдоль трека ядерной частицы (Иванов Н.А., Митин Е.В., Пашук В.В., Тверской М.Г. SEGR - эффект в МОП-транзисторах, облученных протонами. Радиационная стойкость электронных систем, "Стойкость - 2010", научно-технический сборник, выпуск 13, М., 2010, с.95-96).There is a known power switch on an MOS transistor containing an isolation transformer, a diode and two resistors (micro-assemblies VKU8-3.01 KSNL.4010104.001-01 TU, the parameters of which are shown on sheet 4, and the block diagram on sheet 51). This key has galvanic isolation from the control circuits and unipolar control of the MIS transistor, which provides this key with resistance to breakdown of the gate dielectric along the track of a nuclear particle (Ivanov N.A., Mitin E.V., Pashuk V.V., Tverskoy M. G. SEGR - effect in proton-irradiated MOS transistors. Radiation resistance of electronic systems, “Stability - 2010", scientific and technical collection, issue 13, M., 2010, pp. 95-96).
Недостатком этого ключа является большое время выключения, т.к. разряд емкости затвор-исток МДП-транзистора происходит через высокоомный разрядный резистор.The disadvantage of this key is the long shutdown time, because The gate-source capacitance discharge of the MOS transistor occurs through a high-resistance discharge resistor.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является силовой ключ на МДП-транзисторе, содержщий трансформатор, резистор, диоды и два транзистора, эмиттеры и базы двух взаимодополняющих транзисторов соединены непосредственно, эмиттеры транзисторов подключены к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой подключен к истоку МДП-транзистора и через резистор к базам транзисторов, коллекторы которых через диоды в отпирающем направлении подключены к затвору МДП-транзистора (патент RU №2337473), который выбран в качестве прототипа.The closest to the proposed technical essence is the power switch on the MOS transistor, containing a transformer, a resistor, diodes and two transistors, emitters and bases of two complementary transistors are connected directly, the emitters of the transistors are connected to the beginning of the secondary winding of the transformer, the end of which is connected to the source of the MOS- transistor and through a resistor to the bases of transistors, the collectors of which are connected through the diodes in the unlocking direction to the gate of the MOS transistor (patent RU No. 2337473), which is selected as prototype.
Недостатком прототипа является двухполярное управление МДП-транзистором, что уменьшает его устойчивость к эффекту SEGR и приводит к понижению надежности.The disadvantage of the prototype is the bipolar control of the MOS transistor, which reduces its resistance to the effect of SEGR and leads to a decrease in reliability.
Целью изобретения является повышение надежности.The aim of the invention is to increase reliability.
Поставленная цель достигается тем, что в силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор, резистор, диод и два транзистора p-n-р- и n-p-n-типа, эмиттер транзистора p-n-р подключен к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с истоком МДП-транзистора и через резистор - с базой транзистора p-n-р, коллектор которого через диод в отпирающем направлении соединен с затвором МДП-транзистора, в трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, начало которой соединено с концом вторичной обмотки трансформатора, а конец дополнительной вторичной обмотки через дополнительно введенный резистор соединен с базой n-p-n- транзистора, переход коллектор-эмиттер которого подключен параллельно выводам затвор-исток МДП-транзистора.This goal is achieved by the fact that in the power switch on the MOS transistor containing a transformer, a resistor, a diode and two pn-p- and npn-type transistors, the emitter of the pn-p transistor is connected to the beginning of the transformer secondary winding, the end of which is connected to the MIS source -transistor and through a resistor - with the base of the transistor pn-p, the collector of which through the diode in the unlocking direction is connected to the gate of the MOS transistor, an additional secondary winding is introduced into the transformer, the beginning of which is connected to the end of the secondary winding of the transformer, and A second secondary winding through an additionally introduced resistor is connected to the base of the n-p-n-transistor, the collector-emitter junction of which is connected in parallel with the gate-source terminals of the MOS transistor.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема силового ключа на МДП-транзисторе (для упрощения чертежа на нем не показаны базо-эмиттерные резисторы транзисторов 4 и 5).The drawing shows a circuit diagram of a power switch on an MOS transistor (to simplify the drawing, it does not show the base-emitter resistors of transistors 4 and 5).
Силовой ключ на МДП-транзисторе содержит: трансформатор (1) с первичной обмоткой (2) и вторичной обмоткой (3); два транзистора (4) и (5) p-n-р- и n-p-n-типа; эмиттер транзистора (4) соединен с началом обмотки (3), а коллектор - через диод (6) в отпирающем направлении с затвором МДП-транзистора (7); конец обмотки (3) соединен непосредственно с истоком МДП-транзистора (7) и через резистор (8) с базой транзистора (4); начало дополнительной вторичной обмотки (9) соединено с концом обмотки (3); конец обмотки (9) через дополнительный резистор (10) соединен базой транзистора (5), переход коллектор-эмиттер которого подключен параллельно выводам затвор-исток МДП-транзистора(7).The power switch on the MOS transistor contains: a transformer (1) with a primary winding (2) and a secondary winding (3); two transistors (4) and (5) p-n-p- and n-p-n-type; the emitter of the transistor (4) is connected to the beginning of the winding (3), and the collector through the diode (6) in the unlocking direction with the gate of the MOS transistor (7); the end of the winding (3) is connected directly to the source of the MOS transistor (7) and through the resistor (8) to the base of the transistor (4); the beginning of the additional secondary winding (9) is connected to the end of the winding (3); the end of the winding (9) through an additional resistor (10) is connected to the base of the transistor (5), the collector-emitter junction of which is connected in parallel with the gate-source terminals of the MOS transistor (7).
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При подаче на вход устройства на первичную обмотку (2) трансформатора (1) коротких положительных импульсов с большой скважностью на вторичной обмотке (3) также появляются короткие положительные импульсы с большой скважностью.When applying to the input of the device on the primary winding (2) of the transformer (1) short positive pulses with high duty cycle, the secondary positive windings (3) also have short positive pulses with high duty cycle.
Положительный потенциал с начала вторичной обмотки (3) поступает на эмиттер транзистора (4), а отрицательный потенциал с конца вторичной обмотки (3) поступает на исток МДП-транзистора (7) и через резистор (8) на базу транзистора (4) типа p-n-р и он открывается, и положительный потенциал с начала вторичной обмотки (3) через открытый транзистор (4) и диод (6) поступает на затвор МДП-транзистора (7), отрицательный потенциал с конца вторичной обмотки (3) непосредственно поступает на исток МДП-транзистора (7), происходит быстрый заряд емкости затвор-исток МДП-транзистора (7), и он открывается.The positive potential from the beginning of the secondary winding (3) goes to the emitter of the transistor (4), and the negative potential from the end of the secondary winding (3) goes to the source of the MOS transistor (7) and through the resistor (8) to the base of the transistor (4) of type pn -r and it opens, and the positive potential from the beginning of the secondary winding (3) through the open transistor (4) and the diode (6) enters the gate of the MOS transistor (7), the negative potential from the end of the secondary winding (3) directly goes to the source MOS transistor (7), there is a fast charge of the gate-source capacitance of the MIS-t anzistora (7), and it opens.
В паузе между короткими положительными импульсами на вторичной обмотке (3) на конце дополнительной вторичной обмотки (9) присутствует небольшое положительное напряжение, но его величины недостаточно для открывания транзистора (5) по цепи эмиттер транзистора (5), обмотка (9), резистор (10), база транзистора (5), и он будет закрыт. Емкость затвор-исток МДП-транзистора (7) остается заряженной положительным напряжением, и, следовательно, он остается открытым.In the pause between short positive pulses on the secondary winding (3) at the end of the additional secondary winding (9) there is a small positive voltage, but its value is not enough to open the transistor (5) through the emitter of the transistor (5), winding (9), resistor ( 10), the base of the transistor (5), and it will be closed. The gate-source capacitance of the MOS transistor (7) remains charged with a positive voltage, and therefore it remains open.
При подаче на вход устройства на первичную обмотку (2) трансформатора (1) коротких отрицательных импульсов на конце дополнительной вторичной обмотки (9) появляются положительные импульсы, которые через резистор (10) будут открывать транзистор (5), и он разрядит емкость затвор-исток МДП-транзистора (7) до напряжения, близкого к нулю, и МДП-транзистор (7) закроется.When short negative pulses are applied to the input of the device to the primary winding (2) of the transformer (1), positive pulses appear at the end of the additional secondary winding (9), which through the resistor (10) will open the transistor (5), and it will discharge the gate-source capacitance MOS transistor (7) to a voltage close to zero, and the MIS transistor (7) closes.
В предложенном устройстве сохранено быстродействие прототипа за счет активного шунтирования емкости затвор-исток МДП-транзистора (7) транзистором (5) и исключено отрицательное напряжение на затворе и, следовательно, повышена надежность при воздействии тяжелых заряженных частиц.In the proposed device, the prototype performance is preserved due to active shunting of the gate-source capacitance of the MOS transistor (7) by the transistor (5) and the negative gate voltage is eliminated and, therefore, reliability is increased when exposed to heavy charged particles.
Опытный образец устройства был собран на трансформаторе ТИЛ2 В, резисторах R(8)=R(10)=470 Ом и Rб-э(4)=Rб-э(5)=240 Ом, МДП-транзисторе (7) 2П794А4, диоде (6) 2Д510А и транзисторах 2Т313А, 2Т3117А.A prototype device was assembled on a TIL2 V transformer, resistors R (8) = R (10) = 470 Ohm and RB-e (4) = RB-e (5) = 240 Ohm, MOS transistor (7) 2P794A4, diode (6) 2D510A and transistors 2T313A, 2T3117A.
При управлении импульсами с амплитудой 7 В длительностью 10 мкс и периодом 112 мкс, время включения составило 0,5 мкс, выключения -0,1 мкс, при Uзи макс=6,5 В, Uзи мин=0,012 В.When controlling pulses with an amplitude of 7 V for a duration of 10 μs and a period of 112 μs, the on-time was 0.5 μs, the off time was 0.1 μs, with U max = 6.5 V, U min min = 0.012 V.
Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.Of the patent information materials known to the applicant, no signs were found that are similar to the totality of the features of the claimed object.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147620/08A RU2524853C2 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Mis transistor-based power switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147620/08A RU2524853C2 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Mis transistor-based power switch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012147620A RU2012147620A (en) | 2014-05-20 |
RU2524853C2 true RU2524853C2 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=50695434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012147620/08A RU2524853C2 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Mis transistor-based power switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524853C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785321C1 (en) * | 2022-07-22 | 2022-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Power switch control circuit based on igbt or mis transistors |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU57059U1 (en) * | 2006-04-28 | 2006-09-27 | Андрей Васильевич Кукушкин | SYNCHRONOUS RECTIFIER |
RU2337473C1 (en) * | 2007-07-30 | 2008-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Power key with mis-transistor |
RU2384940C2 (en) * | 2008-05-20 | 2010-03-20 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Control circuit for mis transistor based power switch |
-
2012
- 2012-11-08 RU RU2012147620/08A patent/RU2524853C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU57059U1 (en) * | 2006-04-28 | 2006-09-27 | Андрей Васильевич Кукушкин | SYNCHRONOUS RECTIFIER |
RU2337473C1 (en) * | 2007-07-30 | 2008-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Power key with mis-transistor |
RU2384940C2 (en) * | 2008-05-20 | 2010-03-20 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Control circuit for mis transistor based power switch |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785321C1 (en) * | 2022-07-22 | 2022-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Power switch control circuit based on igbt or mis transistors |
RU2806902C1 (en) * | 2023-05-24 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Power switch control diagram based on igbt or mos transistors |
RU2825437C1 (en) * | 2024-03-18 | 2024-08-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Power switch control circuit based on igbt or mis transistors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012147620A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8680837B2 (en) | Driver for driving power switch element | |
US20140063593A1 (en) | Capacitor discharge pulse drive circuit with fast recovery | |
US7750720B2 (en) | Circuit arrangement and a method for galvanically separate triggering of a semiconductor switch | |
US6844779B2 (en) | Optically isolated bias control circuit | |
JP2017077112A (en) | Switch driving device and switch driving method | |
US10886912B2 (en) | Gate circuit and gate drive circuit for power semiconductor switch | |
JP5761656B2 (en) | Gate drive circuit | |
CN106209044B (en) | MOSFET electronic switch driving circuit | |
RU2337473C1 (en) | Power key with mis-transistor | |
JP2014150654A (en) | Gate Drive circuit | |
JP2011024323A (en) | Gate drive circuit, power conversion circuit, and gate drive method | |
RU2524853C2 (en) | Mis transistor-based power switch | |
JP6295268B2 (en) | Semiconductor drive device | |
CN107787556B (en) | Circuit arrangement for controlling a transistor | |
RU2469473C1 (en) | Mis transistor power key | |
RU2390094C2 (en) | Mis transistor power key | |
RU2562752C2 (en) | Mis-transistor based power switch | |
JP5423307B2 (en) | Gate drive circuit of voltage controlled transistor | |
RU2571719C1 (en) | Power key on mds-transistor | |
RU2340085C1 (en) | Power key on mis transistor | |
JP2018007345A (en) | Drive device for insulated gate type semiconductor element | |
RU2395159C1 (en) | Power key on mis transistor | |
RU2340084C1 (en) | Power key on mis transistor | |
RU2538301C1 (en) | Half bridge galvanic isolated pulse-power amplifier | |
RU2469474C1 (en) | Mis transistor power key |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191109 |