Mengapa shoot-through tidak terjadi pada struktur tiang totem?

11

Saya merancang tiang totem oleh BJT untuk menggerakkan MOSFET. Saya belajar pada beberapa contoh online dan membangun sirkuit saya sesuai dengan apa yang saya mengerti dari mereka. Namun, ada detail yang tersangkut di pikiran saya. Saya ingin tahu mengapa tidak terjadi tembak-menembak di sirkuit ini selama waktu transisi dari pulsa clock (misalnya; ketika )? Dengan kata lain, mengapa kedua BJT tidak dinyalakan pada saat yang sama selama transisi? $V_{clk} \tilde= 6V$

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Hasil simulasi:
masukkan deskripsi gambar di sini
( V _tp dan V _gs tumpang tindih. )

mosfet-driver shoot-through totem-pole

— hkBattousai
sumber

Tolong, bisakah Anda melengkapi pertanyaan, menambahkan plot ke Vb (sisi kanan R2)? Untuk memfasilitasi Anda dapat menghapus plot ke Vclk dan memasukkannya. Saran saya adalah untuk menyelidiki perilaku tegangan basis (saturasi atau tidak untuk transistor QH, misalnya). Saya tidak melakukan simulasi, tetapi dari apa yang saya bisa verifikasi secara visual, tegangan VCE, ketika Vclk tinggi, adalah aproximadamete 0,125 V.

— Dirceu Rodrigues Jr

1

@DirceuRodriguesJr Sayangnya, tidak. CircuitLab tidak membiarkan saya mengedit sirkuit. Ini menunjukkan selebaran segera setelah jendela skematis terbuka, mengatakan sesuatu seperti "Terima kasih telah menggunakan demo. Sekarang Anda harus membayar kami untuk penggunaan lebih lanjut.".

— hkBattousai

15

Transistor ini tidak melakukan kecuali Vbe> 0.6V untuk NPN, Vbe <-0.6V untuk PNP. Dan karena pangkalan dan penghapusnya saling terikat, tidak mungkin kedua kondisi ini benar pada saat yang sama. Jadi ketika satu transistor dinyalakan, yang lain dimatikan.

NAMUN

jika R2 terlalu rendah, transistor yang dihidupkan akan "jenuh". Dan ketika jenuh, akan butuh waktu yang signifikan untuk mematikan setelah arus basis dihapus. Pertanyaan dan jawaban ini membahas satu solusi terkenal untuk masalah itu.

Namun nilai sekarang R2 membatasi arus basis, karena tegangan lintas R2 akan relatif rendah, sehingga transistor tidak akan jenuh keras dan akan mati relatif cepat.

— Brian Drummond
sumber

5

Kejenuhan tidak ada masalah di sini. Karena transistor yang mematikan akan memiliki satu BE drop bias negatif yang diterapkan padanya ketika yang lain mulai menyala. Itu akan mematikan transistor dengan cukup cepat, bahkan jika sudah jenuh. Bagaimanapun, basis tidak dapat didorong melewati tegangan kolektor, dan arus basis akan selalu hanya apa yang diperlukan untuk mempertahankan arus emitor. Transistor ini tidak dapat memenuhi konfigurasi ini, dengan R2 tidak ada hubungannya dengan itu. Rendah Ro dapat menyebabkan masalah, tetapi tidak benar-benar masalah pemulihan saturasi.

— Olin Lathrop

4

Juga, perlu diingat bahwa dengan beban kapasitif seperti ini, ada banyak arus yang mengalir tepat setelah setiap transisi, tetapi pada dasarnya nol arus tepat sebelum yang berikutnya. Tidak ada pembawa muatan konsentrasi tinggi yang perlu dihamburkan dalam transistor yang dimatikan (bahkan jika R2 memiliki nilai rendah).

— Dave Tweed

1

Dua poin yang sangat baik meniadakan pentingnya saturasi untuk konfigurasi khusus ini (Vbe tidak dapat melebihi Vce jika Anda menganggap mereka diumpankan dari suplai yang sama, dan beban kapasitif.

— Brian Drummond

11

Dalam konfigurasi tiang totem sejati, bidikan melalui biasanya memang terjadi untuk waktu yang sangat singkat selama peralihan.

Namun, yang Anda miliki bukanlah konfigurasi tiang totem. Anda memiliki dua pengikut emitor kembali ke belakang. Dalam hal ini, Anda tidak akan mendapatkan tembakan melalui. Untuk setiap transistor yang akan dihidupkan, pangkalan harus satu junction drop ke tegangan kolektor dari emitor. Oleh karena itu pengikut ganda emitor Anda memiliki batas putus 2 junction (sekitar 1,2-1,4 V) yang tidak dapat dilakukan oleh transistor.

Sebagai contoh, katakanlah Vtp adalah 6 V dan bahwa setiap transistor membutuhkan setidaknya 600 mV tegangan BE untuk menyala dengan cara yang berarti (sebenarnya -600 mV untuk PNP, tetapi ini tersirat dalam kasus ini). Itu berarti ketika sisi kanan R2 berada di kisaran 5,4 hingga 6,6 V, kedua transistor mati. Jika tegangan ini di atas 6,6 V, transistor atas akan mulai datang, yang menyebabkan arus mengalir keluar dari emitornya, yang meningkatkan Vtp menjadi 600-700 mV di bawah tegangan penggerak. Hal yang sama bekerja dengan tanda berlawanan untuk transistor bawah. Ketika tegangan mengemudi di bawah 5,4 V, transistor bawah mulai melakukan dan menenggelamkan arus melalui emitor, yang pada gilirannya menarik Vtp rendah untuk tetap 600-700 mV di bawah tegangan mengemudi.

— Olin Lathrop
sumber

1

Faktanya, konfigurasi yang ditampilkan di sini, walaupun rumit dengan emitor dan kolektor resistor, merupakan sumber distorsi yang terkenal ketika digunakan dalam amplifier audio, karena memiliki "zona mati" sekitar nol. Solusinya adalah penguat kelas AB.

— WhatRoughBeast