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QSPICE發(fā)明者隨筆——利用寬帶隙FET簡化高壓調(diào)節(jié)

2023/09/19
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Qorvo QSPICE
Mike Engelhardt
QSPICE?發(fā)明者
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Charley Moser擁有EE博士學(xué)位,是我最早的模擬設(shè)計(jì)導(dǎo)師之一。從他那里,我學(xué)到了很多知識——混合pi晶體管建模、用于穩(wěn)定性分析的Bode圖對最小相位系統(tǒng)的限制、為什么要使用緩沖器以及如何設(shè)計(jì)緩沖器、防止擊穿的雙極基極拉電流、SCR在高溫下的使用等。其中,如何在高電壓下調(diào)節(jié)低功率是最引人注目的創(chuàng)新;這對我來說極具價(jià)值,因?yàn)槲沂嵌嗉覂x器公司帶電粒子光學(xué)方案中所用高壓電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域的高手。
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他教我用接地基極高壓晶體管進(jìn)行并聯(lián)調(diào)節(jié),并通過運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)發(fā)射極。晶體管的增益帶寬將在其fT下降低3dB。用低電壓輸入控制高壓輸出需要很大的反饋分壓比,這會導(dǎo)致開環(huán)增益降低;因此晶體管在接地基極配置中對電壓增益的巨大貢獻(xiàn)非常有用,而且對于穩(wěn)定的環(huán)路來說應(yīng)該不難控制。
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該仿真演示了這一概念:
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Qorvo QSPICE
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基于人人喜愛的彩電晶體管實(shí)用電路及其大信號階躍響應(yīng),可能看起來是這樣的:
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Qorvo QSPICE
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使用超出其開路基極電壓額定值的晶體管有些冒險(xiǎn),但將基極接地可以消除集電極基極漏電,使其盡可能不發(fā)生故障。正軌電壓降至5V,這樣基極發(fā)射極也不會發(fā)生雪崩,從而避免晶體管老化。在調(diào)整補(bǔ)償值的過程中,我們很快就會發(fā)現(xiàn)很難改善穩(wěn)定時(shí)間。
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但是,如今的寬帶隙FET使這種電路的設(shè)計(jì)變得微不足道:無需擔(dān)心額定電壓,而且補(bǔ)償更容易,只需花費(fèi)上述設(shè)計(jì)的一小部分時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定;此外,也無需負(fù)軌。
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Qorvo QSPICE
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如果您連接負(fù)載的布線電容足夠低,則可能需要更小JFET的更高阻抗版本,以利用其較低電容的優(yōu)勢。
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我在40年前與Charley失去了聯(lián)系(我的錯(cuò)),但我覺得他會非常喜歡使用寬帶隙FET。
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本文轉(zhuǎn)載自Qorvo半導(dǎo)體微信公眾號
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