Stwierdzenie "nie przewodzi żaden tranzystor" jest nieprecyzyjne. Powinienem napisać "Nie jest wysterowany żaden tranzystor". Chodzi o to, żeby jeden z tranzystorów przestał być sterowany wcześniej (i miał czas się wyłączyć), zanim zacznie przewodzić drugi tranzystor. Temu służy "dead time" w układzie sterującym. A chodzi właśnie o takie "rozsuniecie" od siebie impulsów sterujących. Zresztą chyba wszystkie MOSFET-y mają krótszy czas włączenia niż wyłączenia, stad się wzięło "dead time" czyli czas kiedy żaden tranzystor (bramka) nie jest wysterowany.
Irku, u mnie regulacja jest płynna od zera do ok. 250nSec. To samo a nawet lepiej
Co do stopni i ich opóźnień, to licząc od wyjścia (wyjść) tego układu, gdzie de facto następuje rozdzielenie sygnałów sterujących istotna jest zgodność czasów propagacji w obydwu kanałach (delay matching), a nie same ich bezwzględne wartości.
---------- Post dodany o 21:41 ---------- Poprzedni post o 12:50 ----------
Shift level, czyli panowie na lewo, panie na prawo!
W stopniu końcowym użyłem komplementarnych tranzystorów MOSFET (P i N kanałowych). Tranzystory P-kanałowe Q6 i Q7 są podłączone źródłem do dodatniego napięcia zasilania i włącza je napięcie ujemne na bramce względem źródła (o 10..15V niższe niż plus zasilania), natomiast tranzystory N-kanałowe Q3 i Q4 są podłączone źródłem do minusa zasilania i włącza je dodatnie napięcie na bramce względem źródła (o 10..15V wyższe niż ujemne napięcie zasilania). Oczywiście takiej konfiguracji tranzystorów nie da się wysterować bezpośrednio z wyjścia bramki logicznej, zasilanej napięciem +5V.
Potrzebny jest układ, który zamieni poziomy napięcia bramki logicznej (względem masy), na napięcia sterujące bramkami o określonych wartościach względem plusa i minusa zasilania. Tu na scenę wkraczają 4 tranzystory T1, T2 oraz Q1, Q2, tworzące właśnie układ przesuwania poziomu (Shift level). Do wysterowania pary tranzystorów wystarczyłyby dwa tranzystory, ale ponieważ jest to układ mostkowy, więc są aż 4 tranzystory , odpowiadające 4 gałęziom mostka. Tranzystory te przewodzą parami, sterując (włączając i wyłączając) równocześnie po dwa MOSFET-y (tak naprawdę po drodze jest jeszcze driver, ale na razie nie będę za bardzo mieszał i załóżmy na chwilę, że te tranzystory sterują bezpośrednio tranzystorami MOSFET). Przeanalizujmy na początek układ z tranzystorami T1, Q2 oraz rezystorami R2, R8, R13. Obydwa tranzystory są spięte emiterami przez opornik R8, czyli chcąc nie chcąc te tranzystory mają zawsze taki sam prąd emitera. W praktyce albo obydwa są wyłączone (nie przewodzą prądu), gdy na bazie T1 jest 0V z wyjścia bramki (wtedy też nie płynie prąd przez ich kolektory i nie ma spadków napięć na opornikach R2 oraz R13) , albo włączone, gdy na bazie T1 jest +5V z wyjścia bramki. Wówczas można policzyć prąd jaki płynie przez ich emitery jako:
Ie = (5V-2*0,6V)/R8 = 3,8V/R8 (0,6V to spadek napięcia na złączu B-E tranzystora)
Ponieważ tranzystory nie pracują w nasyceniu i mają duże wzmocnienie (>200), więc praktycznie prądy kolektorów obydwu tranzystorów są równe ich prądom emiterów. Wtedy spadki napięć na opornikach R2/R13 są równe
U2 = -R2*Ie = -3,8V * R2/R8
U13 = R13*Ie = 3,8V *R13/R8
N a oporniku R2 spadek napięcia jest ujemny względem dodatniego napięcia zasilania, a na oporniku R13 dodatni względem ujemnego napięcia zasilania, czyli dokładnie tak, jak potrzebujemy do wysterowania tranzystorów MOSFET. Do tego dobierając odpowiednio stosunek R2/R8 oraz R13/R8 możemy uzyskać pożądaną wartość maksymalną napięcia sterującego bramkami MOSFET-ów. Oczywiście muszą one sterować przeciwległymi tranzystorami w mostku, a nie tymi z jednej gałęzi, bo zrobiliśmy zwarcie!
Analogicznie działa układ na tranzystorach T2 i Q1, z tym, że tu sterowanie jest w bazie tranzystora Q1, a baza T2 jest podłączona do +5V, co powoduje że układ reaguje odwrotnie na napięcie sterujące: wartość +5V z wyjścia bramki zamyka tranzystory, a wartość 0V je otwiera. I bardzo dobrze: jeśli popatrzymy na przebiegi z wyjścia układu bramek to właśnie tego nam potrzeba: gdy jedna para tranzystorów jest włączona, to druga musi być w tym samym czasie wyłączona.
Oczywiście do szybkiego sterowania MOSFET-ami napięcie z opornika nie wystarczy – sterowanie byłoby bardzo powolne, bo do szybkiego przełączenia MOSFET-a potrzeba bardzo dużego prądu. W pierwszej wersji wzmacniacza po prostu dodałem wtórniki na parach PNP-NPN i układ chodził sprawnie, choć nadal brakowało mu wydajności prądowej. Ale o tym w kolejnym odcinku.
...
