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請教PMOS管驅(qū)動中二極管D1的作用是什么?

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發(fā)布時(shí)間: 2025-4-16 11:08

正文摘要:

回復(fù)

ID:332444 發(fā)表于 2025-4-28 14:23
Y_G_G 發(fā)表于 2025-4-28 13:13
1,你仿真的電路依然是不對的,很顯然,你不太懂得用這個仿真軟件
2,仿真結(jié)果確實(shí)只是參考而已,這不代表實(shí) ...

算了,對于網(wǎng)絡(luò)上能找到的資料也表示懷疑,假如說是由于電壓比較低引起的三極管集電極被鉗位,那么,用PNP不是更低了?然而,仿真曲線并未證實(shí)。
橋電路也看過幾款,有人自稱一個電路穩(wěn)穩(wěn)工作幾十年沒出過事的,純?nèi)龢O管電路。
不要勉強(qiáng)用你選的三極管仿真模型,三極管模型多了。
數(shù)字電路要求信號上升下降陡直這很容易理解。
橋臂要求減少交越時(shí)間這也有理,那是對于場效應(yīng)管特性采取的措施,而三極管可以說基本同信號保持一致,前級特定場合可以采用恒流阻抗。
ID:401564 發(fā)表于 2025-4-28 13:13
xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-26 17:54
不用糾結(jié)?這不是提問者意愿,也不是論壇意愿,不是圍觀意愿,也不是參與者的意愿,大家都想弄明白,學(xué)些 ...

1,你仿真的電路依然是不對的,很顯然,你不太懂得用這個仿真軟件
2,仿真結(jié)果確實(shí)只是參考而已,這不代表實(shí)際電路有同樣的效果
3,這是一個數(shù)字電路內(nèi)部的基礎(chǔ)知識,不要用網(wǎng)上查到的東西來作為正確的答案來反駁
74LS系列就是加入了肖特基的誕生,你可以去看一下74LS07的規(guī)格書來驗(yàn)證這個二極管的作用
至于它能帶來的加速效果,我在前面已經(jīng)說了呀,是沒什么用的,對于電感沒多大意義
但不妨礙這個二極管具有"可以加快關(guān)斷速度,提高開關(guān)速度"的作用
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-28 10:44
coody_sz 發(fā)表于 2025-4-27 18:08
如果沒有抗飽和電路,三極管截止會延時(shí)達(dá)到2us以上,而上下臂死區(qū)小于1us的話,就有燒管的危險(xiǎn),怎能說沒 ...

答復(fù)的好,相信提問者,圍觀者,參與者,都能明白其道理。
仿真,我這里只得到相反的觀察波形,當(dāng)然不能與實(shí)際相比。
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-27 18:08
xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-26 17:54
不用糾結(jié)?這不是提問者意愿,也不是論壇意愿,不是圍觀意愿,也不是參與者的意愿,大家都想弄明白,學(xué)些 ...

如果沒有抗飽和電路,三極管截止會延時(shí)達(dá)到2us以上,而上下臂死區(qū)小于1us的話,就有燒管的危險(xiǎn),怎能說沒有意義呢?做電機(jī)驅(qū)動的,燒管的很多。
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-27 18:05
rundstedt 發(fā)表于 2025-4-26 17:34
就是防止三極管進(jìn)入深飽和狀態(tài)的,當(dāng)Q7 Vce低于0.5V,因?yàn)镾BD D1的正向電壓0.2V,而Q7 Vbe是標(biāo)準(zhǔn)的0.7V二極 ...

我估計(jì)都簡化了吧,只有我們這些上年紀(jì)的老電工都還記得這些最基礎(chǔ)的技術(shù)。
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-27 11:05
仿真畢竟是仿真,不能表示示波器,修改了還是一樣。


依然看不出加速跡線


使用場效應(yīng)管確實(shí)有結(jié)電容充電的影響,選用場效應(yīng)管有比三極管幾個優(yōu)勢?
可以肯定的是使用三極管確實(shí)可以加速充電


ID:332444 發(fā)表于 2025-4-26 17:54
Y_G_G 發(fā)表于 2025-4-26 09:36
這種電路叫抗飽和電路,是電路知識中的一種,理論依據(jù)什么的就不要去糾結(jié)了,你不知道是因?yàn)檫@種電路并不像 ...

不用糾結(jié)?這不是提問者意愿,也不是論壇意愿,不是圍觀意愿,也不是參與者的意愿,大家都想弄明白,學(xué)些東西,對不,F(xiàn)在已經(jīng)明白了些電路設(shè)計(jì)意圖了,相信所有參與者多少有些收獲。
那我就來說網(wǎng)絡(luò)找到的資料,說是肖特基壓降0.4低于三極管0.2,因此,先導(dǎo)通參與三極管電流,從而使得三極管集電極處于非深度飽和狀態(tài),為快速恢復(fù)爭取到時(shí)間。
然而總觀整個波形,爭取那么點(diǎn)時(shí)間對整體波形時(shí)間來說不過杯水車薪,意義何在?對電機(jī)或元件意義何在?
電機(jī)對陡直加電,斷電意義何在?
都知道電感特性,也知道交流電中的電機(jī)并不需要陡直波形,況且這一丁點(diǎn)陡直在這個脈沖波形來看算的什么?
ID:879809 發(fā)表于 2025-4-26 17:34
就是防止三極管進(jìn)入深飽和狀態(tài)的,當(dāng)Q7 Vce低于0.5V,因?yàn)镾BD D1的正向電壓0.2V,而Q7 Vbe是標(biāo)準(zhǔn)的0.7V二極管正向電壓,此時(shí)Q7的b極電流就從ce漏掉了,永遠(yuǎn)無法進(jìn)入Vce小于0.3V的深飽和狀態(tài),那么管子從飽和恢復(fù)回來的速度會非?。《數(shù)字電路》這本教材現(xiàn)在不講74系列進(jìn)化到74LS系列的往事了嗎?
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-26 14:40
coody_sz 發(fā)表于 2025-4-26 13:51
大功率的MOSFET的輸入電容可以到nF級別,實(shí)際計(jì)算要看Total Charge的庫倫量,比如AOD403的VGS=10V時(shí)Total ...

場效應(yīng)管目前還沒有研究,等手頭有示波器,搭建電路一定能觀察到。
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-26 13:51
xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-25 19:25
然而要使得后面管子速度快,也不應(yīng)該并聯(lián)二極管,除非有特別理由以及理論支持。
仿真就不說了,大家都有仿 ...

大功率的MOSFET的輸入電容可以到nF級別,實(shí)際計(jì)算要看Total Charge的庫倫量,比如AOD403的VGS=10V時(shí)Total Charge為51nF,簡單線性計(jì)算,恒流驅(qū)動,如果要求0.1us就充放電完畢(這是很常用的速度),則要求充放電電流=51*10^-9 / 10^-7 = 0.51A,這就是為什么那些驅(qū)動芯片大部分都能提供0.2~2A的驅(qū)動電流的原因。下面是我常用的驅(qū)動芯片EG2104的驅(qū)動電流參數(shù),死區(qū)100ns,充電2A,放電2.5A。


ID:401564 發(fā)表于 2025-4-26 09:36
xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-25 17:12
那就調(diào)到64千赫,150M的管子對于千赫信號。后級不管,就論并聯(lián)二級管的這個三極管,哪里不同?不就是一個 ...

這種電路叫抗飽和電路,是電路知識中的一種,理論依據(jù)什么的就不要去糾結(jié)了,你不知道是因?yàn)檫@種電路并不像恒流或者放大那樣常用,早期高速數(shù)字電路中就有這種應(yīng)用
至于150MHZ對64KHZ,不要有這種管子隨便能應(yīng)付得過來的想法,你先去復(fù)習(xí)一下共發(fā)射極放大電路的頻率特性再說
至于電路有什么不同,你的電路跟我的電路明顯就不一樣的呀,包括信號源,工作電壓,三極管連接方式,根本就是兩個電路呀
那你為什么不完全按照我的電路去試一下呢?反正你也有這個仿真軟件,你也能看到我的仿真結(jié)果呀
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 19:25
然而要使得后面管子速度快,也不應(yīng)該并聯(lián)二極管,除非有特別理由以及理論支持。
仿真就不說了,大家都有仿真軟件,都可以做,也不是一言堂,不如搭建電路示波器說話,并配合理論支持,論壇嘛,討論還是有益的。
印象中場效應(yīng)管結(jié)電容應(yīng)該很小。
‌場效應(yīng)管(MOS管)的結(jié)電容主要包括輸入電容Ciss、輸出電容Coss和反向傳輸電容Crss,其具體數(shù)值取決于MOS管的規(guī)格和設(shè)計(jì)。‌
結(jié)電容的定義和影響因素
‌輸入電容Ciss‌:包括柵源電容Cgs和柵漏電容Cgd,其值通常在幾皮法拉(pF)到幾十皮法拉(pF)之間。例如,Ciss = Cgs + Cgd‌
‌輸出電容Coss‌:漏源電容Cds,其值一般在幾皮法拉到幾十皮法拉之間‌
‌反向傳輸電容Crss‌:柵漏電容Cgd,其值也較小,通常在幾皮法拉到幾十皮法拉之間‌
如果是上述同1K電阻則頻率應(yīng)該是在兆赫茲范圍。
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 18:59
coody_sz 發(fā)表于 2025-4-25 17:47
你這說法,充分說明你沒有實(shí)際做過這種驅(qū)動電路。
D1用于加速三極管截止速度,否則,你將會有幾個us的延 ...

推斷正確,確實(shí)沒實(shí)際設(shè)計(jì)過,現(xiàn)在是紙上談兵,說不定將來會涉及到。
充放電理論也站得住,但就并聯(lián)二極管來說,理論在上面已經(jīng)說過,提高速度理論得不到支持的。
至于將來設(shè)計(jì)驅(qū)動選用管子類型,可能也不會選場效應(yīng)管,或許選高頻大功率場效應(yīng)管型號。
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-25 17:47
xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-16 22:36
不僅D1多余Q8Q9更是多余,這充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)水平。

你這說法,充分說明你沒有實(shí)際做過這種驅(qū)動電路。
D1用于加速三極管截止速度,否則,你將會有幾個us的延時(shí),而PWM周期一般就是20~50us。
PWM加到上管,一般PWM頻率為20~40KHz,MOSFET的等效輸入電容比較大,VGS充電到10V或從10V放電到0V的電量超過50nC,假設(shè)只用一個1K上拉電阻放電,中點(diǎn)電壓為5V,則平均電流為5mA,根據(jù)Q=I*t,放電50nC需要t=10us,使用兩個三極管來快速充放電,可以達(dá)到500ns的速度。
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 17:24
從理論上并聯(lián)也只能是增加結(jié)電容和結(jié)電荷區(qū),速度自然也會有影響,變快的理論不成立。
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 17:21
不要心浮氣躁,看我說的,要測試就要拿參數(shù)相近的管子,低頻管子能用在高頻電路?
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 17:12
Y_G_G 發(fā)表于 2025-4-25 14:59
品品什么?加了二極管開關(guān)速度就是快了呀,這還要品什么
你的仿真就是錯的,加了二極管開關(guān)就是快了,不是慢 ...

那就調(diào)到64千赫,150M的管子對于千赫信號。后級不管,就論并聯(lián)二級管的這個三極管,哪里不同?不就是一個并聯(lián)二極管,一個不并聯(lián)二極管?


ID:401564 發(fā)表于 2025-4-25 14:59
xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-25 13:48
再補(bǔ)充一張上升圖片,這才是并聯(lián)二極管帶來的變長影響曲線。
至于正弦波的那個圖,要品品。

品品什么?加了二極管開關(guān)速度就是快了呀,這還要品什么
你的仿真就是錯的,加了二極管開關(guān)就是快了,不是慢了對比一下我的電路,再看一下你的電路,看一下區(qū)別在哪里
這是64KHZ的仿真結(jié)果,加了二極管就是快了,不是慢了


ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 13:48
再補(bǔ)充一張上升圖片,這才是并聯(lián)二極管帶來的變長影響曲線。
至于正弦波的那個圖,要品品。
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 11:57
之前示波器時(shí)間調(diào)大了,不用發(fā)表,看新的。
方波,可見并聯(lián)二極管反而時(shí)間多了。

正弦波

ID:332444 發(fā)表于 2025-4-25 10:19
用參數(shù)接近的三極管作測試,BC817頻率100M,比8050的150M還小些,仿真看下圖: 這是正弦波驅(qū)動
這是方波驅(qū)動

ID:401564 發(fā)表于 2025-4-24 13:03

我的仿真電路是看得出來的,加了二極管是300nS左右關(guān)斷,不加二極管的是660nS左右關(guān)斷
但是,這個在無刷驅(qū)動中并沒有什么用,電感電流不能突變,最初的電流并不會太大,所以,也幾乎看不到有人用這個電路的,不知道有這個電路存在也是正常的
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-24 12:22
xiaobendan001 發(fā)表于 2025-4-17 19:12
那么原理呢?科普一下唄

看到不少人仍有疑問,統(tǒng)一回復(fù)這里:

抗飽和是三極管應(yīng)用最基本的技術(shù)之一。

三極管從深度飽和退出緩慢的原因

電荷存儲效應(yīng)
  在深度飽和時(shí),基區(qū)會積累過量的少數(shù)載流子(NPN管為電子,PNP管為空穴)。
  集電結(jié)正偏導(dǎo)致集電區(qū)也會注入大量少數(shù)載流子(NPN管集電區(qū)的空穴)。
  這些存儲電荷形成"超量存儲電荷",需要更長的關(guān)閉時(shí)間來清除。

深度飽和時(shí)VCE電壓過低,出現(xiàn)雙結(jié)正偏效應(yīng),導(dǎo)致:
  集電結(jié)耗盡層電容處于最大充電狀態(tài)。
  發(fā)射結(jié)電容也完全充電。
  這些電容在退出時(shí)需要重新建立耗盡層,延遲電壓恢復(fù)。

復(fù)合過程限制
  截止時(shí)存儲電荷主要通過兩種方式消散:
  (1) 基極反向電流抽走(主導(dǎo)作用),較小的基極電阻可以加快截止,但會加重驅(qū)動負(fù)擔(dān)。
  (2) 載流子本征復(fù)合(速度較慢)
  深度飽和時(shí)PN結(jié)電荷極大,即便有強(qiáng)反向驅(qū)動電流,完全清除仍需較長時(shí)間。

要提高速度,PN結(jié)不要進(jìn)入反偏,減小PN結(jié)充電電荷,使三極管不進(jìn)入深度飽和是最簡單有效的措施。
有多種抗飽和的電路,有興趣的朋友可以自行去搜索,我大學(xué)時(shí)的模電課本(80年代版本)就有提及。
最簡單的抗飽和電路就是使用抗飽和二極管,讓三極管的VCE保持在0.5~0.8V左右,而只用一個肖特基二極管,可以令VCE在0.3V左右,雖然效果比VCE=0.5~0.8V稍差,但電路簡單,零件少,成本低,工程上可以接受。

有人用虛擬軟件仿真說沒有效果,因?yàn)槲也挥梅抡,所以不知道,建議實(shí)際搭電路測試,使用雙蹤數(shù)字示波器觀察,最小采樣1GHz,最小模擬帶寬50MHz,示波器探頭一定要使用x10檔。下面給一個結(jié)果參考。測試時(shí)VCC=5V。



ID:446156 發(fā)表于 2025-4-24 09:32
xiaobendan001 發(fā)表于 2025-4-17 19:12
那么原理呢?科普一下唄

我猜,三極管基極寄生電容存的電可以通過二極管從集電極釋放掉,沒有這個二極管只能從R1釋放掉
ID:320097 發(fā)表于 2025-4-19 23:11
WL0123 發(fā)表于 2025-4-16 21:11
D1就是蛇足,任何典型圖騰柱驅(qū)動電路沒見過此用法。

D1是個有用的元件,推挽電路這邊的電壓高,萬一損壞的時(shí)候可以防止電壓倒灌進(jìn)入MCU造成損壞,這種設(shè)計(jì)在電磁爐電路里面也有
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-18 19:20

三極管中二極管外并聯(lián)二極管如何能從幾個us減小到500ns?什么道理?
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-18 14:10
TP801 發(fā)表于 2025-4-18 12:25
防止三極管進(jìn)入深度飽和狀態(tài),影響開關(guān)速度,你可以仿真或者實(shí)測試試,比較一下有無二極管時(shí)的區(qū)別。

如果有,就請截圖仿真來看看,調(diào)節(jié)到10ns觀察,或者示波器也可,并請闡述其作用原理。
ID:1111014 發(fā)表于 2025-4-18 12:25
防止三極管進(jìn)入深度飽和狀態(tài),影響開關(guān)速度,你可以仿真或者實(shí)測試試,比較一下有無二極管時(shí)的區(qū)別。
ID:1148352 發(fā)表于 2025-4-17 23:02
D1能夠防止輸出電壓通過Q9 PNP的射極基極二極管或者R3的路徑灌入到PWM信號,通常這類驅(qū)動電路都是以弱信號驅(qū)動產(chǎn)生強(qiáng)輸出,PWM信號通常來源于MCU/MPU/SOC/DSP etc...其幅值一般在1.8~5V之間,而VM作為功率管的源一般都是較高電壓如12V/24V etc...
ID:1137639 發(fā)表于 2025-4-17 20:59
D1不用也是可以的,它同三極管中的二極管方向相同,只要三極管耐壓足夠高就不會高壓灌入的危險(xiǎn),假設(shè)三極管損壞屬于短路則二極管一點(diǎn)用處都沒有,可以斷定為多余.應(yīng)該是這個原因。
ID:1109793 發(fā)表于 2025-4-17 19:12
coody_sz 發(fā)表于 2025-4-17 16:16
我是電路原設(shè)計(jì)者。
看完了評論,居然沒人知道D1是用于三極管抗飽和的。如果沒有D1,三極管退出飽和時(shí)間會 ...

那么原理呢?科普一下唄
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-17 18:43
coody_sz 發(fā)表于 2025-4-17 16:16
我是電路原設(shè)計(jì)者。
看完了評論,居然沒人知道D1是用于三極管抗飽和的。如果沒有D1,三極管退出飽和時(shí)間會 ...

既然是原設(shè)計(jì)者,那么,可說其減小時(shí)間原理?
另Q7集電極直接10K是否能正常工作?
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-17 16:16
我是電路原設(shè)計(jì)者。
看完了評論,居然沒人知道D1是用于三極管抗飽和的。如果沒有D1,三極管退出飽和時(shí)間會有幾個us,有D1則 三極管500ns之內(nèi)就能截止。
說D1沒有作用的,都是憑感覺而已,沒有人去測試一下嗎? 加單點(diǎn),就是上拉一個1K電阻,5V供電,就可以測試了,使用雙綜數(shù)字示波器。
ID:1034262 發(fā)表于 2025-4-17 16:13
抗飽和的
ID:491577 發(fā)表于 2025-4-17 14:00
樓上說的好像有道理,但是用NI Multisim 14.0仿真,D1有沒有差別不大,還是NI Multisim 14.0無法仿真這種情況?
ID:469589 發(fā)表于 2025-4-17 08:58
這是一個經(jīng)典設(shè)計(jì)。
D1能防止Q7進(jìn)入深度飽和,提高關(guān)斷的速度。
ID:230500 發(fā)表于 2025-4-17 08:16
D1兩個作用,1;是防止Q7導(dǎo)通的時(shí)候把自己的基極電壓拉低把自己鎖死;2;是隔離,防止VM的電壓倒灌進(jìn)單片機(jī)的PWM口。  其實(shí)這個電路設(shè)計(jì)太繁瑣了; 完全不用這樣做; D1可以直接去掉;
ID:807591 發(fā)表于 2025-4-17 07:19
hhh402 發(fā)表于 2025-4-16 16:18
如果作用如沙發(fā)所說的話,我覺得D1有點(diǎn)多余,光耦更沒有必要,而且光耦速度太慢,驅(qū)動高速M(fèi)OS不合適。

炸管的時(shí)候,就懂了,D1只是保護(hù)作用,去掉也沒什么,增加維修難度而已
ID:332444 發(fā)表于 2025-4-16 22:36
不僅D1多余Q8Q9更是多余,這充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)水平。

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