왜 IC 출력에 BJT 및 FET 트랜지스터가 있습니까?

FAN3100 게이트 드라이버 IC의 구조입니다 :

( 데이터 시트 에서 가져온 )

보시다시피 CMOS 및 BJT의 출력 스위치가 있습니다.

왜 둘 다 넣었을까요?

— 로마 마트 베 예프
소스

또 다른 질문은 왜 맨 아래 NPN이 PNP가 아닌 NPN인지에 대한 것입니다.

— Harry Svensson

차동 입력을 확인하십시오. 이 드라이버는지면 혼란에 더 강합니다.

— analogsystemsrf

설명의 단락 2는 다음과 같이 말합니다.

FAN3100 드라이버는 최종 출력 단계를 위해 MillerDrive ^TM 아키텍처를 통합 합니다. 이 바이폴라 -MOSFET 조합은 MOSFET 턴온 / 턴 오프 프로세스의 Miller 고원 단계에서 높은 피크 전류를 제공하여 스위칭 손실을 최소화하면서 레일-투-레일 전압 스윙 및 역전 류 기능을 제공합니다.

* MillerDrive Gate Drive Technology "섹션의 14 페이지 하단에 다음 내용이 설명되어 있습니다.

MillerDrive 아키텍처의 목적은 MOSFET의 게이트-드레인 캐패시턴스가 턴온 / 턴 오프 전진의 일부로 충전 또는 방전 될 때 Miller 고원 지역에서 가장 높은 전류를 제공함으로써 스위칭 속도를 높이는 것입니다. MOSFET 턴온 또는 턴 오프 간격 동안 전압 스위칭이 제로인 애플리케이션의 경우 드라이버는 Miller 고원이없는 경우에도 빠른 스위칭을 위해 높은 피크 전류를 공급합니다. 이 상황은 종종 MOSFET이 켜지 기 전에 바디 다이오드가 전도되기 때문에 동기식 정류기 애플리케이션에서 발생합니다.

" 밀러 고원에 대해 누가 알 수 있습니까? " 에 대한 대답은 다음과 같습니다.

MOSFET에 대한 데이터 시트를 보면 게이트 전하 특성에서 평평한 수평 부분이 나타납니다. 이것이 소위 Miller 고원입니다. 장치가 스위칭 될 때 게이트 전압은 실제로 고원 전압으로 클램핑되고 장치가 스위칭하기에 충분한 전하가 추가 / 제거 될 때까지 유지됩니다. 구동 전압을 예측하는 데 유용합니다. 안정기의 전압과 장치를 전환하는 데 필요한 충전량을 알려주기 때문입니다. 따라서, 주어진 스위칭 시간 동안 실제 게이트 드라이브 저항을 계산할 수 있습니다.

BJT는 MOSFET이 증가하는 동안 출력을 이동시킬 수 있습니다. 그러면 MOSFETS는 레일 투 레일 전압 스윙을 제공 할 수 있습니다.

— 트랜지스터
소스

흥미로운 토폴로지이지만 이해가되지 않습니다 : Vgs가 NPN BJT가 더 낮아서 ~ 7,7V로 고정되어 있기 때문에 어떻게 더 낮은 NMOS를 켤 수 있습니까? 낮은 mosfet의 Vgs (th)가 매우 낮 으면 작동하지만 ~ 100mV 임계 값 NMOS를 만들 수 있습니까? 나는 단순화 된 회로도이므로 그 점에서 무언가가 빠져있을 수 있지만 NPN베이스 앞에 버퍼 심볼을 두지 않는 이유는 무엇입니까? 포지티브 레일 드라이버에는 결국 NPN 상단에 반전 버퍼가 있습니다. . 어리석은 단순화가있을 때 하나를 그리지 마십시오.

— Lorenzo Donati는

나는 단서가 없습니다. 나는 그 질문이 흥미롭고 명확한 답이 없었으며 약간의 연구를했고 놀랍게도 내 대답이 받아 들여지고 찬성했다. 당신이 말했듯이, 블록 다이어그램은 아마도 단순화 일 것입니다 .NPN은 그리 좋지 않을 수 있으며베이스에 약간의 저항이나 전류 제한이있을 수 있습니다.

— 트랜지스터

문제가 해결되었습니다. 감사합니다! 데이터 시트를 자세히 살펴보면 실제로 MillerDrive 아키텍처의 세부 정보를 보여주는 그림 (그림 42)이 있습니다. 상단 및 하단 BJT 모두 자체 구동 회로를 가지고 있으며, 몇 개의 MOSFET으로 구성되어 있습니다.

— Lorenzo Donati는

@ 로렌조, 피드백 주셔서 감사합니다. 답을 조사하는 동안 데이터 시트를 스캔했지만 해당 다이어그램의 중요성을 놓쳤습니다.

— 트랜지스터

천만에요! 나는 여전히 "간단한 다이어그램"을 완전히 어리석게 생각한다. "간체 화"된 것이 아닙니다. 잘못되었습니다! 지나치게 복잡한 것들에 대한 두려움 때문에 4 개의 추가 MOSFET을 보여주고 싶지 않다면 BJT의베이스 앞에 "드라이버"가 쓰여진 박스를 배치하는 것으로 충분했을 것이다. 메!

— Lorenzo Donati는

CMOS 및 BJT 출력 단계는 한 단계에서 결합되며 제조업체는이를 "MillerDrive (tm)"라고합니다.

그들이 왜 그렇게하는지는 데이터 시트에 설명되어 있습니다 :

내 생각에 그들은 CMOS 트랜지스터를 사용 하거나이 칩에 사용하는 제조 공정으로 NPN을 사용해야 만 달성 할 수없는 특정 (출력 드라이브) 성능을 달성하려고합니다.

CMOS 부분은 출력을 GND 및 VDD로 가져 오는 데 도움이되며, NPN은 항상 GND 측에 , VDD 측에 가 있기 때문에 그렇게 할 수 없습니다 . $V_{CE,sat}$ $V_{BE}$

NPN은 더 많은 전류를 공급할 수 있으며 더 빠르게 전환됩니다. 이는 다른 공정에서 MOSFET이 훨씬 더 우수하여 CMOS 만 사용하여 유사한 성능을 달성 할 수 있기 때문에 사용중인 제조 공정의 결과 일 수 있습니다. 그러나 이러한 프로세스는 더 비쌀 수 있습니다.

— 비펠 렉키
소스

상단 NPN이 어떻게 출력을 VDD-0.7V까지만 만들 수 있는지 주목하십시오. 마지막 0.7V를 돌보는 것이 mosfet의 일이라고 가정합니다.

마치 BJT가 대부분의 거친 작업을 수행하고 있고 모스크는 출력이 VDD 및 강력한 GND에 도달하도록 돌보는 것처럼 보입니다 .

그래도 잘못 될 수 있습니다.

— 해리 스벤손
소스