Warum haben beide: BJT- und FET-Transistoren am IC-Ausgang?

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Dies ist die Struktur des Gate-Treiber-ICs FAN3100:

Bildbeschreibung hier eingeben (aus dem Datenblatt entnommen )

Wie Sie sehen können, gibt es zwei Ausgangsschalter: CMOS und BJT.

Warum setzen sie sie beide?

bjt cmos gate-driving fet Roman Matveev
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Eine andere Frage, die sich stellt, ist, warum die unterste NPN NPN und nicht PNP ist
Harry Svensson
Beachten Sie die Differenzeingänge. Das macht diesen Fahrer immuner gegen Bodenstörungen.
analogsystemsrf

Antworten:

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Absatz 2 der Beschreibung lautet:

FAN3100-Treiber enthalten MillerDrive TM -Architektur für die endgültige Ausgangsstufe. Diese Bipolar-MOSFET-Kombination liefert einen hohen Spitzenstrom während des Miller-Plateau-Stadiums des MOSFET-Ein- / Ausschaltprozesses, um die Schaltverluste zu minimieren, während sie Rail-to-Rail-Spannungshub und Rückstromfähigkeit bietet.

Am Ende von Seite 14 im Abschnitt "MillerDrive Gate Drive-Technologie" wird Folgendes erläutert:

Der Zweck der MillerDrive-Architektur besteht darin, das Schalten zu beschleunigen, indem der höchste Strom während des Miller-Plateau-Bereichs bereitgestellt wird, wenn die Gate-Drain-Kapazität des MOSFET als Teil des Ein- / Ausschaltvorgangs geladen oder entladen wird. Für Anwendungen, bei denen während des Ein- oder Ausschaltintervalls des MOSFET keine Spannung geschaltet wird, liefert der Treiber einen hohen Spitzenstrom für schnelles Schalten, obwohl das Miller-Plateau nicht vorhanden ist. Diese Situation tritt häufig bei Anwendungen mit synchronen Gleichrichtern auf, da die Body-Diode im Allgemeinen vor dem Einschalten des MOSFET leitet.

Die Antwort auf " Wer kann mir von Miller Plateau erzählen? " Erklärt dies folgendermaßen:

Wenn Sie sich das Datenblatt für einen MOSFET ansehen, sehen Sie in der Gateladungscharakteristik einen flachen, horizontalen Abschnitt. Das ist das sogenannte Miller-Plateau. Wenn das Gerät schaltet, wird die Gate-Spannung tatsächlich auf die Plateau-Spannung geklemmt und bleibt dort, bis genügend Ladung hinzugefügt / entfernt wurde, damit das Gerät schaltet. Es ist nützlich, um den Fahrbedarf abzuschätzen, da es die Spannung des Plateaus und die zum Schalten des Geräts erforderliche Ladung angibt. Somit können Sie den tatsächlichen Gate-Ansteuerungswiderstand für eine bestimmte Schaltzeit berechnen.

Die BJTs können den Ausgang in Bewegung setzen, während die MOSFETs hochfahren. Die MOSFETs können dann den Spannungshub von Schiene zu Schiene bereitstellen.

Transistor
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Interessante Topologie, aber ich verstehe nichts: Wie kann sich der untere NMOS einschalten, da seine Vgs durch den unteren NPN-BJT auf ~ 0,7 V geklemmt werden? Es wird funktionieren, wenn der untere Mosfet eine sehr niedrige Vgs (th) hat, aber können sie einen NMOS-Schwellenwert von etwa 100 mV erzeugen? Ich verstehe, dass es sich um ein vereinfachtes Schema handelt, daher hätte in dieser Hinsicht etwas weggelassen werden können. Stellen Sie jedoch ein Puffersymbol vor die NPN-Basis, wenn es vorhanden ist. Schließlich befindet sich im positiven Schienenfahrer ein invertierender Puffer vor der oberen NPN . Nicht zeichnen, wenn es eine gibt, scheint eine dumme Vereinfachung.
Lorenzo Donati unterstützt Monica
Ich habe keine Ahnung. Ich fand die Frage interessant, hatte keine eindeutige Antwort, recherchierte ein wenig und ließ meine Antwort zu meiner Überraschung annehmen und abstimmen. Wie Sie sagen, handelt es sich bei dem Blockdiagramm wahrscheinlich um eine Vereinfachung. Das NPN ist möglicherweise nicht sehr gut, und es kann einen Widerstand oder eine Strombegrenzung in seiner Basis geben.
Transistor
Problem gelöst, danke! Ich habe mich mit dem Datenblatt befasst, und tatsächlich befindet sich weiter unten eine Abbildung (Abbildung 42), in der die Details der MillerDrive-Architektur dargestellt sind. Es zeigt, dass sowohl der obere als auch der untere BJT eine eigene Treiberschaltung haben, die aus mehreren MOSFETs besteht.
Lorenzo Donati unterstützt Monica
@Lorenzo, danke für das Feedback. Ich hatte das Datenblatt gescannt, als ich nach der Antwort gesucht hatte, aber die Bedeutung dieses Diagramms übersehen.
Transistor
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Bitte! Ich finde das "vereinfachte Diagramm" immer noch völlig albern. Es ist nicht "vereinfacht", es ist falsch! Wenn sie aus Angst vor zu komplizierten Dingen nicht nur die 4 zusätzlichen MOSFETs zeigen wollten, hätte es genügt, eine Box mit "Treiber" vor den Basen der BJTs zu platzieren. Meh!
Lorenzo Donati unterstützt Monica
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Die CMOS- und BJT-Ausgangsstufen sind zu einer Stufe zusammengefasst, der Hersteller nennt dies ein "MillerDrive (tm)".

Warum sie dies tun, ist im Datenblatt erklärt:

Bildbeschreibung hier eingeben

Ich vermute, dass sie eine bestimmte Leistung (Ausgangstreiber) erzielen möchten, die nicht nur durch Verwendung von CMOS-Transistoren oder nur durch Verwendung der NPNs mit dem für diesen Chip verwendeten Herstellungsprozess erreicht werden kann.

VCE,seintVBE

Die NPNs können sehr wahrscheinlich mehr Strom liefern und schalten schneller. Dies kann eine Folge des Herstellungsprozesses sein, der verwendet wird, da es möglich ist, dass die MOSFETs in einem anderen Prozess so viel besser sind, dass eine ähnliche Leistung nur mit CMOS erzielt werden kann. Ein solches Verfahren könnte jedoch teurer sein.

Bimpelrekkie
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Beachten Sie, dass die oberste NPN nur eine Ausgangsspannung von VDD-0,7 V erzeugen kann. Ich gehe davon aus, dass es Aufgabe des Mosfets ist, sich um die letzten 0,7 V zu kümmern.

Es sieht so aus, als ob die BJTs den größten Teil der Grunzarbeit erledigen und die Mosfets dafür sorgen, dass der Ausgang VDD und eine starke GND erreicht.

Ich könnte mich jedoch irren.

Harry Svensson
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