高壓晶體管的抗飽和技術(shù)

在高壓雙極型開關(guān)晶體管中，“下降時間”（關(guān)斷沿的速度或者dv／dt）主要由基極驅(qū)動關(guān)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(guān)斷驅(qū)動的施加到真正關(guān)斷沿之間的延時是存儲延時時間，它取決于關(guān)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)載流子較低來較小化，具體地說，在晶體管關(guān)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)載流子濃度較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(guān)晶體管參數(shù)的變化做出反應(yīng)。

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(dǎo)通時A點驅(qū)動電壓近似達到2V。

當Q1導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)通狀態(tài)，以較少的基極驅(qū)動電流維持這種狀態(tài)。在導(dǎo)通時這個準飽和狀態(tài)維持基區(qū)的較少的少數(shù)載流子數(shù)，從而在關(guān)斷期獲得較小的延時時間。在關(guān)斷期，D4給Q1基極的反向關(guān)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(yīng)該和晶體管的飽和電壓匹配。這個鉗位電壓應(yīng)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(dǎo)通狀態(tài)下真正維持晶體管工作。

這項技術(shù)有一個缺點是，在導(dǎo)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組合。

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