Mengapa keduanya: transistor BJT dan FET pada output IC?

Ini adalah struktur IC driver gerbang FAN3100:

(diambil dari datasheet-nya )

Seperti yang Anda lihat - ada dua sakelar ouput: CMOS dan BJT.

Mengapa mereka menempatkan keduanya?

— Roman Matveev
sumber

Pertanyaan lain yang muncul adalah mengapa NPN bagian bawah adalah NPN dan bukan PNP

— Harry Svensson

Perhatikan input diferensial. Itu membuat driver ini lebih kebal terhadap gangguan Ground.

— analogsystemsrf

Paragraf 2 dari uraian mengatakan:

Driver FAN3100 menggabungkan arsitektur MillerDrive ^TM untuk tahap output akhir. Kombinasi bipolar-MOSFET ini memberikan arus puncak tinggi selama tahap dataran tinggi Miller pada proses nyalakan / matikan MOSFET untuk meminimalkan kehilangan switching, sambil memberikan ayunan tegangan rel ke rel dan membalikkan kemampuan arus.

Di bagian bawah halaman 14 di bagian * Teknologi MillerDrive Gate Drive "selanjutnya menjelaskan:

Tujuan dari arsitektur MillerDrive adalah untuk mempercepat switching dengan memberikan arus tertinggi selama wilayah dataran tinggi Miller ketika kapasitansi gerbang-drain MOSFET sedang diisi atau digunakan sebagai bagian dari proses turn-on / turn-off. Untuk aplikasi yang memiliki sakelar tegangan nol selama interval MOSFET hidup atau mati, pengemudi memasok arus puncak tinggi untuk perpindahan cepat meskipun dataran tinggi Miller tidak ada. Situasi ini sering terjadi dalam aplikasi penyearah sinkron karena dioda tubuh umumnya melakukan sebelum MOSFET diaktifkan.

Jawaban untuk " Siapa yang bisa memberi tahu saya tentang Miller Plateau? " Menjelaskannya sebagai berikut:

Ketika Anda melihat lembar data untuk MOSFET, dalam karakteristik biaya gerbang Anda akan melihat bagian datar dan horizontal. Itulah yang disebut dataran tinggi Miller. Ketika perangkat beralih, tegangan gerbang sebenarnya dijepit ke tegangan dataran tinggi dan tetap di sana sampai muatan yang cukup telah ditambahkan / dihapus untuk perangkat untuk beralih. Berguna dalam memperkirakan persyaratan mengemudi, karena memberi tahu Anda tegangan dataran tinggi dan biaya yang diperlukan untuk mengganti perangkat. Dengan demikian, Anda dapat menghitung resistor drive gerbang yang sebenarnya, untuk waktu switching yang diberikan.

BJT dapat membuat output bergerak sementara MOSFET meningkat. MOSFET kemudian dapat memberikan tegangan rel ke rel.

— Transistor
sumber

Topologi yang menarik, tapi saya tidak mengerti apa-apa: bagaimana NMOS yang lebih rendah menyala, karena Vgs dijepit ke ~ 0,7V oleh NPN BJT yang lebih rendah? Ini akan bekerja jika MOSFET rendah memiliki Vgs sangat rendah (th), tetapi dapatkah mereka membuat, katakanlah, ~ 100mV ambang batas NMOS? Saya mengerti bahwa ini adalah skema yang disederhanakan, jadi ada sesuatu yang bisa ditinggalkan dalam hal itu, namun mengapa tidak meletakkan simbol buffer sebelum basis NPN jika ada, setelah semua dalam driver kereta positif ada buffer terbalik sebelum NPN atas . Tidak menggambar satu ketika ada tampaknya penyederhanaan konyol.

— Lorenzo Donati mendukung Monica

Saya tidak tahu. Saya menemukan pertanyaan itu menarik, tidak memiliki jawaban yang pasti, melakukan sedikit riset dan, yang mengejutkan saya, apakah jawaban saya diterima dan terangkat. Seperti yang Anda katakan, diagram blok mungkin adalah penyederhanaan, NPN mungkin tidak terlalu bagus dan mungkin ada beberapa hambatan atau batas saat ini di basisnya.

— Transistor

Masalah terpecahkan, terima kasih! Saya menggali datasheet dan memang lebih jauh di sana ada gambar (gambar 42) yang menunjukkan rincian arsitektur MillerDrive. Ini menunjukkan bahwa baik BJT atas dan bawah memiliki sirkuit mengemudi sendiri, terdiri dari beberapa MOSFET.

— Lorenzo Donati mendukung Monica

@ Lorenzo, terima kasih atas umpan baliknya. Saya telah memindai lembar data saat meneliti jawabannya tetapi tidak melihat pentingnya diagram itu.

— Transistor

Sama-sama! Saya masih menemukan benar-benar konyol "diagram sederhana". Itu tidak "disederhanakan", itu salah! Jika mereka tidak ingin menunjukkan bahwa hanya 4 MOSFET tambahan karena takut hal-hal yang terlalu rumit, itu sudah cukup untuk menempatkan sebuah kotak di depan pangkalan-pangkalan BJT dengan "driver" tertulis di atasnya. Ah!

— Lorenzo Donati mendukung Monica

Tahap output CMOS dan BJT digabungkan menjadi dari satu tahap, pabrikan menyebutnya "MillerDrive (tm)".

Mengapa mereka melakukan ini dijelaskan dalam lembar data:

Dugaan saya adalah bahwa mereka ingin mencapai kinerja (drive keluaran) tertentu yang tidak dapat dicapai hanya dengan menggunakan transistor CMOS atau hanya menggunakan NPN dengan proses pembuatan yang mereka gunakan untuk chip ini.

$V_{CE,sat}$ $V_{BE}$

NPN sangat mungkin memberikan lebih banyak arus dan akan beralih lebih cepat. Ini mungkin merupakan konsekuensi dari proses pembuatan yang mereka gunakan karena ada kemungkinan bahwa dalam proses yang berbeda MOSFET jauh lebih baik sehingga kinerja yang sama dapat dicapai hanya dengan menggunakan CMOS. Proses seperti itu mungkin lebih mahal.

— Bimpelrekkie
sumber

Perhatikan bagaimana NPN teratas hanya dapat membuat output mencapai VDD-0,7 V, saya menganggap itu adalah tugas MOSFET untuk menjaga 0,7 V. terakhir

Tampaknya seolah-olah BJT melakukan sebagian besar pekerjaan kasar dan MOSFET mengurus membuat output mencapai VDD dan GND yang kuat.

Saya bisa saja salah.

— Harry Svensson
sumber