Reducir el tiempo de apagado de MOSFET

Una forma muy efectiva de reducir el tiempo de apagado del MOSFET si lo conduce con un solo pull-up (o pull-down, como en el caso de un MOSFET de canal P) es usar un activo pull-down (pull-up en nuestro circuito de estuches). Esto se puede realizar simplemente de la siguiente manera:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El circuito funciona de acuerdo con los siguientes puntos:

• Cuando se activa la réplica actual, la corriente \ $ I_ {C1} \ $ fluye a través de \ $ R_1 \ $, \ $ D_1 \ $ y la capacidad de la fuente de la puerta de MOSFET \ $ C_ {GS} \ $, cobrando incrementando el cargo de la puerta \ $ Q_G \ $ hasta su valor de encendido. \ $ Q_3 \ $ está desactivado ya que es un BNT de NPN y su \ $ V_ {BE} \ $ es menor que cero durante esta fase de cambio.
• Cuando el espejo de corriente se apaga, la corriente deja de fluir a través de \ $ R_1 \ $ y el voltaje del cátodo de \ $ D_1 \ $ comienza a aumentar, mientras que su voltaje de ánodo se mantiene constante por (grande) Carga de la puerta almacenada en la capacitancia de la puerta. Cuando \ $ V_ {BE_ {Q_3}} = - V_ {AK} \ approx 0.6 \ mathrm {V} \ $, \ $ Q_3 \ $ se activa y descarga \ $ C_ {GS} \ $ rápidamente aunque \ $ I_ { C3} \ $, desactivando \ $ M_1 \ $.

NOTAS

1. Este circuito no requiere valores demasiado bajos de la resistencia de pull-up, y esto es bueno ya que esto reduce la disipación de potencia estática. Por otro lado y requiere un diodo y un BJT.
2. Este circuito es una adaptación a un MOSFET de canal p de un circuito para MOSFET de canal n que vi en un antiguo manual (1979 circa) SPRAGUE: una vez, el famoso fabricante de condensadores también fabricó circuitos integrados, particularmente un interruptor controlador de la fuente de alimentación, y vi este circuito en los ejemplos de aplicación de su hoja de datos.

El FET se está apagando lentamente porque lo único que impulsa la puerta en ese momento es una impedancia de 10 kΩ. Eso forma una constante de tiempo bastante grande con la capacitancia total efectiva de la puerta, lo que hace que el apagado sea lento.

La compuerta de un FET parece capacitiva para los circuitos de conducción. El giro rápido de la tensión de la compuerta requiere una alta corriente para cargar o descargar la capacidad de la compuerta. Esta es la razón por la que los controladores de compuerta FET son capaces de 1 A o más por cortos períodos de tiempo.

Para desactivar realmente un FET rápidamente, debe activar activamente la puerta alta (para un FET de canal P, baja para un FET de canal N). El solo hecho de jalarlo ligeramente con una alta impedancia provoca una transición lenta, como lo descubrió.

Sí, este retraso se debe a la carga en la capacitancia de entrada, que es de aproximadamente 17 nF. La constante de tiempo para descargarlo sobre la resistencia de 10k sería 17E-9 * 1E + 4 = 170 us, demasiado tiempo. Como lo sugirió WhatRoughBeast, 1k lo corrige, aunque el R1 debería reducirse a 100 ohmios o algo así:

Elresultadoesmuchomejor,

Si se necesita menos tiempo o se debe minimizar la potencia de la unidad, se requieren circuitos más sofisticados, como se muestra en otras respuestas.