Perché lo sho-through non si verifica sulla struttura del totem pole?

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Sto progettando un totem da BJT per guidare un MOSFET. Ho studiato diversi esempi online e costruito il mio circuito in base a ciò che ho capito da loro. Tuttavia, c'è un dettaglio che mi è rimasto impresso. Vorrei sapere perché non si verificano scatti in questo circuito durante il tempo di transizione dell'impulso di clock (ad es. Quando )? In altre parole, perché i due BJT non si attivano contemporaneamente durante la transizione? $V_{clk} \tilde= 6V$

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Risultato della simulazione:
inserisci qui la descrizione dell'immagine
( V _tp e V _{gs si} sovrappongono. )

mosfet-driver shoot-through totem-pole

— hkBattousai
fonte

Per favore, potresti integrare la domanda, aggiungendo un diagramma a Vb (lato destro di R2)? Per facilitare è possibile rimuovere la trama in Vclk e includerlo. Il mio suggerimento è di studiare il comportamento della tensione di base (saturazione o meno per il transistor QH, per esempio). Non ho fatto la simulazione, ma da ciò che ho potuto verificare visivamente, la tensione di Vce, quando Vclk alto, è approssimativamente 0,125 V.

— Dirceu Rodrigues Jr

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@DirceuRodriguesJr Purtroppo no. CircuitLab non mi consente di modificare il circuito. Mostra un volantino non appena si apre la finestra schematica, dicendo qualcosa come "Grazie per aver usato la demo. Ora devi pagarci per un ulteriore utilizzo.".

— hkBattousai,

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Questi transistor non conducono a meno che Vbe> 0.6V per NPN, Vbe <-0.6V per PNP. E poiché le basi e gli emettitori sono legati insieme, è impossibile che entrambe queste condizioni siano vere allo stesso tempo. Quindi quando un transistor è acceso, l'altro è spento.

TUTTAVIA

se R2 è troppo basso, il transistor acceso verrà "saturato". E quando è saturo, ci vorrà un tempo significativo per spegnersi dopo che la corrente di base viene rimossa. Questa domanda e le risposte discutono una soluzione famosa a quel problema.

Tuttavia, il valore attuale di R2 limita la corrente di base, poiché la tensione attraverso R2 sarà relativamente bassa, quindi i transistor non si satureranno duramente e si spegneranno relativamente velocemente.

— Brian Drummond
fonte

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La saturazione non è un problema qui. Poiché il transistor che si sta spegnendo avrà una polarizzazione negativa a caduta BE applicata ad essa quando l'altra inizia ad accendersi. Ciò spegnerà il transistor abbastanza rapidamente, anche se fosse in saturazione. In ogni caso, le basi non possono essere guidate oltre la tensione del collettore e la corrente di base sarà sempre solo ciò che è necessario per sostenere la corrente dell'emettitore. Questi transistor non possono saturare in questa configurazione, con R2 che non ha nulla a che fare con esso. Low Ro può causare problemi, ma in realtà non è un problema di ripristino della saturazione.

— Olin Lathrop,

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Inoltre, tieni presente che con un carico capacitivo come questo, c'è molta corrente che scorre subito dopo ogni transizione, ma sostanzialmente zero corrente appena prima di quella successiva. Non c'è un'alta concentrazione di portatori di carica che deve essere dissipata nel transistor che si sta spegnendo (anche se R2 ha un valore basso).

— Dave Tweed

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Due ottimi punti che negano l'importanza della saturazione per questa specifica configurazione (Vbe non può superare Vce se si presume che siano alimentati dalla stessa alimentazione e dal carico capacitivo.

— Brian Drummond

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In una vera configurazione totem, le riprese passate di solito si verificano per un tempo molto breve durante la commutazione.

Tuttavia, ciò che hai non è una configurazione totem pole. Hai due follower emettitori schiena contro schiena. In questo caso, non ti spareranno. Affinché ciascun transistor sia acceso, la base deve essere una caduta di giunzione verso la tensione del collettore dall'emettitore. Il follower a doppio emettitore ha quindi una banda morta a 2 giunti (circa 1,2-1,4 V) sulla quale nessuno dei due transistor condurrà.

Ad esempio, supponiamo che Vtp sia 6 V e che ogni transistor abbia bisogno di almeno 600 mV di tensione BE per accendersi in modo significativo (in realtà -600 mV per il PNP, ma questo è implicito in questo caso). Ciò significa che quando il lato destro di R2 è compreso tra 5,4 e 6,6 V, entrambi i transistor sono disattivati. Se questa tensione supera 6,6 V, il transistor superiore inizierà a diventare uno, il che provoca la fuoriuscita di corrente dal suo emettitore, che porta Vtp a 600-700 mV al di sotto della tensione di pilotaggio. Lo stesso funziona con il segno opposto per il transistor inferiore. Quando la tensione di pilotaggio scende al di sotto di 5,4 V, il transistor inferiore inizia a condurre e affondare la corrente attraverso il suo emettitore, che a sua volta porta Vtp in basso per rimanere 600-700 mV al di sotto della tensione di pilotaggio.

— Olin Lathrop
fonte

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È un dato di fatto, la configurazione mostrata qui, anche se complicata con resistori di emettitore e collettore, è una nota fonte di distorsione quando usata negli amplificatori audio, perché ha una "zona morta" intorno allo zero. La soluzione è l'amplificatore di classe AB.

— WhatRoughBeast,