А-КОНТРАКТ приняла участие в выставке «РосГазЭкспо – 2019»

|   А-КОНТРАКТ на выставках

С 1 по 4 октября 2019 в Санкт-Петербурге состоялась выставка «РОС-ГАЗ-ЭКСПО- 2019»

Далее

А-КОНТРАКТ на выставке «РОС-ГАЗ-ЭКСПО»

|   А-КОНТРАКТ на выставках

Приглашаем посетить наш стенд В 2.2 на выставке «РОС-ГАЗ-ЭКСПО», которая состоится с 1 по 4 октября 2019 г. в конгрессно-выставочном центре...

Далее

Использование GaN транзисторов кВт уровня в радиолокационных и авиационных системах. Часть 2.

автор Даниэль Койяма (Daniel Koyama), Апет Барсегян (Apet Barsegyan), Джон Уолкер (John Walker) Integra Technologies, Inc., El Segundo, CA 90245, США | |   Новости и обзоры отрасли

II. СЕЛЕКТОРНЫЙ ИМПУЛЬС И СХЕМА ЗАДАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Рис.2 показывает диаграмму схемы импульса, а Рис.3 показывает схему в подробных деталях. Детектор используется для того, чтобы почувствовать, когда подается радиочастотный сигнал на транзистор. Серийный MOSFET с устройством GaN сначала выключается, напряжение, поданное на затвор устройства GaN, затем устанавливается на требуемую величину для достижения желаемого тока покоя, и затем MOSFET включается. Когда правильный сдвиг затвора применен на устройство GaN, все последующие переключения этого устройства выполняются только через селекторный импульс.

Рис. 2. Диаграмма селекторного импульса и схемы задания последовательности.

Эта схема имеет несколько преимуществ:

  1. Необходимо только единственное положительное напряжение питания, все остальные напряжения генерируются в контрольной схеме.
  2. Автоматически обеспечивается то, что напряжение затвора отрицательное до того, как применено смещение стока к  GaN устройству, следовательно предотвращается случайное разрушение устройства.
  3. Перепад напряжения на ультра низком Rdson MOSFET обычно 0,2В, что означает, что эффективность во время импульса снижается только на 0,3%.

Детализировано работа данной схемы выглядит следующим образом:

На первичном DC включении питания, Q4 остается выключенным, тогда как +5V регулятор напряжения U2 и инвертор напряжения U3 включены. Выход U2 управляет входом U3 для создания -5В, необходимых для смещения затвора  GaN транзистора. Когда положительное напряжение питания достигает около +4 вольт, U3 начинает включаться и отрицательное напряжение возникает на его выходе. Когда выходное напряжение на U3 достигает около +4 вольт, NPN транзистор Q3 включается, что включает Р-канал MOSFET Q1. При включенном Q1 его клемма источника доходит до 0В, отключая N-канал MOSFET Q2. Разомкнутая цепь на стоке Q2 отключает его от  UV -контакта (вывод 1) U1 и позволяет продолжить нормальную работу контроллера U1. Всякий раз, когда U3 выключен или не полностью включен, то есть, когда его выход составляет -4 В или меньше, тогда будет включен Q2, потянув UV-вывод контроллера U1 вниз до 0 В и вынуждая U1 отключить Q4. Это гарантирует, что на устройство GaN не подается напряжение стока, когда выход инвертора напряжения не меньше, чем <-4 В, и что устройство GaN всегда будет изначально отключаться, когда на него подается напряжение стока.

По мере включения питания U1 становится активным и принимает на себя управление оставшимся процессом последовательности смещения. Когда UV-контакт U1 достигает порогового напряжения от низкого до высокого уровня 4 В, контакт GATE (контакт 6) U1 начинает включать Q4, позволяя приложить напряжение стока к устройству GaN. Напряжение питания, при котором это происходит, может быть установлено резисторами R4 и R5. Например, для R4 = 68KΩ и R5 = 10KΩ, напряжение питания начнет включать сток, когда оно достигнет 31 В (31 * 10K / [10K + 68K] = 4). Вывод GATE U1 использует зарядный насос для линейного увеличения напряжения стока. Это время разгона может быть скорректировано с конденсатором C5.

Для отключения питания процесс происходит в обратном порядке, за исключением того, что пороговый уровень слегка смещен из-за встроенного гистерезиса в контроллере U1 (верхний-нижний порог, вывод UV = 3,6 В). Для приведенного выше примера пороговое значение от высокого до низкого уровня будет срабатывать, когда напряжение питания пересекает 28 В (28 * 10K / [10K + 68K] = 3,6), когда Q4 выключается. Как описано выше, отрицательное напряжение не начнет снижаться до тех пор, пока напряжение питания не опустится ниже +4В.

Цепь селекторного импульса получает питание от постоянного тока от выхода -5 В инвертора напряжения U3, но в остальном работает отдельно от секвенсора смещения. В период выключения RF-импульса схема селекторного импульса неактивна и пропускает -5 В на затвор транзистора GaN, удерживая его защемленным. В период включения импульса схема диодного детектора Шоттки запускает схему компаратора / переключателя, которая переключает напряжение затвора до желаемого уровня рабочего смещения. Смещение может быть установлено в цепи делителя напряжения, сформированной регулируемым потенциометром. Для быстрого времени переключения в буферном усилителе использовался высокоскоростной операционный усилитель на рельсовых путях. Кроме того, емкость на линии смещения затвора после переключателя была минимизирована для поддержания быстрого времени нарастания / спада.

Общее потребление мощности этого селекторного импульса и схемы задания последовательности составляет 0,85W (17 мА на 50В).

Источник:  circuitinsight.com

Назад