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关于场效应管的高频驱动电路问题

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本帖最后由 371924221 于 2010-12-9 00:00 编辑

下图是我在别的资料上看到的电路,前端通过高频信号发生器MAX038产生方波信号,大小为2Vp-p,经过AD811信号放大后变成12Vp-p,其中+-6V运来驱动IRF9530和IRF530这一对管。场效应管IRF9530起得一个开关作用,IRF530起快速泄放源极电荷的作用。
    测试时,若让MAX038产生140KHz信号,那么ABC点以及Uo点的波形如图所示。
    而使MAX038产生1.4MHz信号后,AB点的波形没有大的变化(频率除外),但C点波形变成了三角波(也可以叫正弦波),Uo点变成了直流的VCC,如图。
    请问是什么原因产生了这样的变化, 是不是因为频率高了以后,驱动电流不够大引起的?应该做哪些改进?
电路图:
频率为140KHz的情况:
A1:
B1:
C1:
Uo1:
频率为1.4MHz的情况:
A2:
B2:
C2: 介于三角波和正弦波之间的波形

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沙发
bcf9088| | 2010-12-8 23:42 | 只看该作者
学习了。谢谢

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371924221|  楼主 | 2010-12-8 23:55 | 只看该作者
请高人指点

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maychang| | 2010-12-9 00:10 | 只看该作者
C点波形,在频率为140kHz时,没有你画得那么理想,那么方。
Q1Q2具有很大的输入电容(源极门极之间的电容及米勒电容),这些电容和R1构成了低通滤波器。

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5
mmax| | 2010-12-9 08:25 | 只看该作者
maychang老师说的对!!
关键是米勒,放大了结电容。

这样的波形,上下管会同时通。

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6
371924221|  楼主 | 2010-12-9 12:25 | 只看该作者
C点波形,在频率为140kHz时,没有你画得那么理想,那么方。
Q1Q2具有很大的输入电容(源极门极之间的电容及米勒电容),这些电容和R1构成了低通滤波器。 ...
maychang 发表于 2010-12-9 00:10

嗯,是的,我这里只是意思一下。实际上140KHz时C点的波形很奇怪,有一个中间停顿的点,这个也是我想不太明白的地方。
不过现在我主要是想问变成类似正弦波的问题。方波按照泰勒公式展开,可以是许许多多频率的正弦波叠加而成,其中高频率的正弦波(组成方波的尖角部分)被略去,低频率的正弦波(组成方波的大致图形)被保留,所以最后C点的波形变成了介于三角波和正弦波的波形。maychang老师,可以这样来理解吗?

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7
maychang| | 2010-12-9 12:35 | 只看该作者
6楼:
“我主要是想问变成类似正弦波的问题”
大致上是这样。方波经RC低通滤波后就变得像是正弦波,这很容易仿真。RC滤波的阶数高一些如三阶四阶,更容易看出来。
不过与RC滤波这样绝对线性的元件不同,首帖最后的波形还包括有MOS管的非线性失真,否则波形虽不是正弦,但应该是对称的。
最后,那不是“泰勒公式展开”,是傅立叶展开。

“C点的波形很奇怪,有一个中间停顿的点”
正常。那个点,就是米勒电容起作用的区域。详细分析可以看看功率MOS管datasheet中门极电荷曲线,该曲线中间有一部分几乎是水平的。

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8
371924221|  楼主 | 2010-12-9 12:48 | 只看该作者
maychang老师说的对!!
关键是米勒,放大了结电容。

这样的波形,上下管会同时通。
mmax 发表于 2010-12-9 08:25

我画的是理想的波形,实际上方波会存在上升沿和下降沿(1.4MHz时大于50ns,140KHz时大于500ns),场效应管的导通和关闭也会存在延迟几十ns的情况。所以同时导通的情况几乎不存在。对于maychang老师说的低通滤波器,应该做哪些改进呢?

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9
maychang| | 2010-12-9 12:54 | 只看该作者
8楼:
“共同导通”可能存在。MOS管开通延迟时间短,关断延迟时间长。

“低通滤波”由于R1的存在,把R1去掉会好一些。
不过,此电路的设计就不好。AD811输出能力不如分立元器件。

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10
371924221|  楼主 | 2010-12-9 13:24 | 只看该作者
7# maychang
呵呵,老师您真是专家。我想说的确实是傅里叶展开。。最后的波形实际上确实不是对称的,我在画图的时候特意往下偏了一些。老师您这都看出来,真厉害!

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11
371924221|  楼主 | 2010-12-9 13:28 | 只看该作者
8楼:
“共同导通”可能存在。MOS管开通延迟时间短,关断延迟时间长。

“低通滤波”由于R1的存在,把R1去掉会好一些。
不过,此电路的设计就不好。AD811输出能力不如分立元器件。 ...
maychang 发表于 2010-12-9 12:54

我也试过把R1去掉,放在Q1IRF530的源极和地之间,结果试了以后就出问题了。AD811变得非常烫手,而且两个MOS管都烧了,我不明白是什么原因。如果没有把拆下来的R1放在源极和地之间岂不是更要烧坏了吗?

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12
371924221|  楼主 | 2010-12-9 13:37 | 只看该作者
AD811就是看中它的带宽,波形失真小,输出电流可以到100mA。如果要换的话用什么来代替好?

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13
IT-长老| | 2010-12-9 13:42 | 只看该作者
学习了

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14
xilinxer| | 2010-12-9 14:19 | 只看该作者
MOS管如果高频,大电流最好用专门的MOS管驱动芯片.可以去IR,maxim网站去看看!

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15
xm419| | 2010-12-9 16:14 | 只看该作者
楼主信号与系统估计忘得差不多了,不过对maychang的深度我再次领教

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16
awey| | 2010-12-9 22:17 | 只看该作者
这个电路在两MOS输入端电压在VCC与地之间的很大的过渡区内,两MOS管共同导通,不可实用。

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17
wangzhanko2009| | 2010-12-10 09:08 | 只看该作者
领教了

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18
wangzhanko2009| | 2010-12-10 09:11 | 只看该作者
我也正在设计一个正弦波超声波电路,频率62kHz,发现带负载能力总是不够,接上负载,波形就失真,郁闷呀

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19
371924221|  楼主 | 2010-12-11 23:17 | 只看该作者
MOS管如果高频,大电流最好用专门的MOS管驱动芯片.可以去IR,maxim网站去看看!
xilinxer 发表于 2010-12-9 14:19

嗯 我在资料上看到比较符合我要求的高频MOSFET驱动,型号是ISL55110,它的内部结构如下图,看上去和我的结构有点相似。能否解释一下它的工作原理? 还有,这个芯片的输出端需不需要再接一个MOS管?
驱动内部结构:

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20
371924221|  楼主 | 2010-12-11 23:19 | 只看该作者
15# xm419
那门课学的时候确实没学好,而且后来的方向和信号系统并不太关联,所以我是不懂了

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