Pourquoi la fusillade ne se produit-elle pas sur la structure des mâts totémiques?

11

Je conçois un totem-pole par BJTs pour piloter un MOSFET. J'ai étudié plusieurs exemples en ligne et construit mon circuit en fonction de ce que j'ai compris d'eux. Cependant, il y a un détail qui est resté dans mon esprit. Je voudrais savoir pourquoi la traversée ne se produit pas dans ce circuit pendant le temps de transition de l'impulsion d'horloge (par exemple, lorsque )? En d'autres termes, pourquoi les deux BJT ne s'allument-ils pas en même temps pendant la transition?Vclk=~6V

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Résultat de la simulation:
entrez la description de l'image ici
( V tp et V gs se chevauchent. )

mosfet-driver shoot-through totem-pole hkBattousai
la source
S'il vous plaît, pourriez-vous compléter la question en ajoutant un tracé à Vb (côté droit de R2)? Pour faciliter, vous pouvez supprimer l'intrigue dans Vclk et l'inclure. Ma suggestion est d'étudier le comportement de la tension de base (saturation ou non pour le transistor QH, par exemple). Je n'ai pas fait la simulation, mais d'après ce que j'ai pu vérifier visuellement, la tension Vce, quand Vclk est élevée, est d'environ 0,125 V.
Dirceu Rodrigues Jr
1
@DirceuRodriguesJr Malheureusement non. CircuitLab ne me laisse pas éditer le circuit. Il affiche un dépliant dès que la fenêtre schématique s'ouvre, disant quelque chose comme "Merci d'avoir utilisé la démo. Maintenant, vous devez nous payer pour une utilisation ultérieure.".
hkBattousai

Réponses:

15

Ces transistors ne conduisent que si Vbe> 0,6 V pour le NPN, Vbe <-0,6 V pour le PNP. Et comme les bases et les émetteurs sont liés, il est impossible que ces deux conditions soient vraies en même temps. Ainsi, lorsqu'un transistor est activé, l'autre est désactivé.

POURTANT

si R2 est trop bas, le transistor mis sous tension "saturera". Et une fois saturé, il faudra beaucoup de temps pour s'éteindre une fois le courant de base supprimé. Cette question et réponses discutent d'une solution célèbre à ce problème.

Cependant, la valeur actuelle de R2 limite le courant de base, car la tension aux bornes de R2 sera relativement faible, de sorte que les transistors ne satureront pas fortement et se bloqueront relativement rapidement.

Brian Drummond
la source
5
La saturation n'est pas un problème ici. Étant donné que le transistor qui se bloque, une polarisation négative de chute BE lui est appliquée lorsque l'autre commence à se mettre sous tension. Cela désactivera le transistor assez rapidement, même s'il était en saturation. Dans tous les cas, les bases ne peuvent pas être entraînées au-delà de la tension du collecteur, et le courant de base ne sera toujours que ce qui est nécessaire pour maintenir le courant de l'émetteur. Ces transistors ne peuvent pas saturer dans cette configuration, R2 n'ayant rien à voir avec cela. Un faible Ro peut poser problème, mais pas vraiment un problème de récupération de saturation.
Olin Lathrop du
4
En outre, gardez à l'esprit qu'avec une charge capacitive comme celle-ci, il y a beaucoup de courant circulant juste après chaque transition, mais essentiellement aucun courant juste avant la suivante. Il n'y a pas une forte concentration de porteurs de charge qui doit être dissipée dans le transistor qui s'éteint (même si R2 a une faible valeur).
Dave Tweed
1
Deux très bons points qui nient l'importance de la saturation pour cette configuration spécifique (Vbe ne peut pas dépasser Vce si vous supposez qu'ils sont alimentés par la même alimentation et la charge capacitive.
Brian Drummond
11

Dans une véritable configuration de mât totémique, la traversée se produit généralement pendant une très courte période pendant la commutation.

Cependant, ce que vous avez n'est pas une configuration de totem. Vous avez deux adeptes émetteurs dos à dos. Dans ce cas, vous ne serez pas photographié. Pour que chaque transistor soit passant, la base doit être une goutte de jonction vers la tension du collecteur de l'émetteur. Votre émetteur suiveur double a donc une zone morte à 2 jonctions (environ 1,2-1,4 V) sur laquelle aucun transistor ne conduira.

Par exemple, disons que Vtp est de 6 V et que chaque transistor a besoin d'au moins 600 mV de tension BE pour être activé de manière significative (en fait -600 mV pour le PNP, mais cela est implicite dans ce cas). Cela signifie que lorsque le côté droit de R2 est dans la plage de 5,4 à 6,6 V, les deux transistors sont bloqués. Si cette tension dépasse 6,6 V, le transistor supérieur commencera à en produire un, ce qui fera sortir le courant de son émetteur, ce qui élèvera Vtp à 600-700 mV en dessous de la tension de commande. La même chose fonctionne avec le signe opposé pour le transistor inférieur. Lorsque la tension de commande descend en dessous de 5,4 V, le transistor inférieur commence à conduire et à absorber le courant à travers son émetteur, qui à son tour tire Vtp bas pour rester 600-700 mV en dessous de la tension de commande.

Olin Lathrop
la source
1
En fait, la configuration présentée ici, même si elle est compliquée avec des résistances d'émetteur et de collecteur, est une source bien connue de distorsion lorsqu'elle est utilisée dans les amplificateurs audio, car elle a une "zone morte" autour de zéro. La solution est l'amplificateur de classe AB.
WhatRoughBeast