本实用新型涉及一种超高速场效应管驱动电路。尤其是开通关断时间均在纳秒量级的超高速场效应管驱动电路。
背景技术：
在现有技术中，场效应管的驱动电路在使用三极管进行驱动信号放大时常常会因为三极管的饱和问题无法让场效应管做到快速开通和关断，尤其是当驱动信号是兆赫级的高频信号时，三极管的放大倍数严重降低且极易进入饱和状态，所以场效应管无法做到快速开通和关断，现有产品已经不能满足要求。因此，探索超高速的场效应管驱动电路成为了新开发产品中的一个必须解决的问题。
申请人此前的同名专利CN206332657号，虽然有相近功能，但其功率主开关三极管是保持在放大状态下工作，易受饱和效应的影响，对提高场效应管开关速度的作用有限；原专利由三个肖特基二极管构成贝克抗饱和箝位电路，主开关三极管输出驱动信号，结构上尚不能达到理想的开关速度。
技术实现要素：
针对上述现有技术的问题，本实用新型提出一种超高速场效应管驱动电路，该驱动电路能够克服三极管的饱和瓶颈制约，实现快速开关，而且结构更合理。
本实用新型的目的通过如下手段实现：
一种超高速场效应管驱动电路，由电阻、二极管、变压器和三极管构成，其特征在于三极管V1的基极与驱动信号G相连，三极管V1集电极与电源VCC1、电阻R4的上端，以及变压器T原边的上端相连；三极管V1的发射极与电阻R1的上端，以及电阻R2的左端相连；电阻R4的下端接二极管VD3的阴极；电阻R2的右端、二极管VD1的阳极、二极管VD2的阳极相连。二极管VD1的阴极、三极管V2的基极相连。二极管VD2的阴极与三极管V2的集电极、变压器T原边的下端和二极管VD3的阳极相连；三极管V2的发射极与电阻R3的上端相连；电阻R3的下端与电阻R1的下端相连后接地；变压器T副边的上端接三极管V3的基极；三极管V3的发射极与电阻R5的上端和三极管V4的基极相连；三极管V3的集电极与三极管V4的集电极，以及电阻R9的左端相连；电阻R9的右端与三极管V5的集电极和电源VCC2相连；三极管V4的发射极与电阻R6的上端、三极管V5的基极和三极管V6的基极相连；三极管V5的发射极与三极管V6的发射极、三极管V7的集电极、三极管V8的集电极和场效应管的栅极g相连；三极管V6的集电极、电阻R7的上端和三极管V7的基极相连；三极管V7的发射极与电阻R8的上端和三极管V8的基极相连；变压器T副边的下端与电阻R5的下端、电阻R6的下端、电阻R7的下端、电阻R8的下端、三极管V8的发射极和场效应管的源极s相连后接地。
所述二极管VD1和VD2均为肖特基二极管，它们的连接方式构成功率主开关三极管V2集电极电位的箝位。
所述二极管VD3为续流二极管，它与电阻R4构成续流电路，三极管V3、V4、V5导通时，三极管V3、V4构成达林顿管。
本实用新型用全分立器件组成超高速场效应管驱动电路，利用变压器进行信号隔离，同时利用肖特基二极管串接功率主开关三极管（V2）的基极，在功率主开关三极管（V2）的集电极和基极串接二极管的阳极之间串接一个肖特基二极管，使功率主开关三极管（V2）的开通压降永远被箝位在0.7V，工作在临界饱和状态，三极管V3、V4、V5和三极管V6、V7、V8分别在驱动信号的高、低电平导通，加速场效应管的开关，从而达到极大地提升场效应管开关速度的目的；续流二极管VD3和电阻R4构成续流电路，在场效应管关断瞬间，续流电路消耗隔离变压器原边线圈的能量，对主开关三极管V2、三极管V1起到保护作用。
具体的工作过程是：肖特基二极管VD1、VD2箝位功率主开关三极管V2的管压降，当三极管V2导通后，发射结结电压为0.7V，与基极串接的二极管的管压降也是0.7V，二极管VD1的阳极电位为1.4V，则功率主开关三极管V2导通后的集电极电位（管压降）为0.7V，当功率主开关三极管V2集电极电位（管压降）升高，流入基极的电流增大，集电极电流增大，三极管集电极电位（管压降）降低，维持0.7V；只要功率主开关三极管V2导通，在二极管VD1、VD2的箝位下，功率主开关三极管V2的管压降不可能低于0.7V；功率主开关三极管V2的开通压降永远被箝位在0.7V，始终工作在临界饱和状态；且当驱动信号高电平时，三极管V3、V4、V5导通，三极管V3、V4构成达林顿管工作，放大开通信号；当驱动信号低电平时，三极管V6、V7、V8导通，加快场效应管关断，关断时续流电路消耗变压器原边能量，对主开关三极管V2、三极管V1起到保护作用，两组三极管V3、V4、V5和V6、V7、V8在驱动信号的高低电平对驱动信号放大和加速，场效应管的开关时间大幅度缩短。
实测表明：超高速场效应管驱动电路驱动场效应管开通和关断的时间均在50ns以内，开关速度比普通驱动电路提升了约两个数量级。
采用肖特基二极管VD1、VD2箝位三极管的集电极电位，能让功率主开关三极管V2导通后永远不进入饱和状态，工作在临界饱和状态，驱动信号高电平时，三极管V3、V4、V5导通，三极管V3、V4构成达林顿管工作，放大开通信号；当驱动信号低电平时，三极管V6、V7、V8导通，加快场效应管关断，从而极大地提升场效应管的开关速度。
附图说明
图1是本实用新型的电路图。
图1中肖特基二极管VD1、VD2的连接方式构成功率主开关三极管V2集电极电位的箝位；续流二极管VD3和电阻R4构成续流电路；三极管V3、V4、V5导通时，三极管V3、V4构成达林顿管。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型。
本实用新型中三极管、二极管规格、电阻的大小等参数的计算与现有技术完全相同，属成熟技术，故不再作论述。
如图1所示，三极管V1的基极与驱动信号G相连，三极管V1的集电极、电源VCC1、电阻R4的上端、变压器T原边的上端相连。电阻R4的下端、二极管VD3的阴极相连。三极管V1的发射极、电阻R1的上端、电阻R2的左端相连。电阻R2的右端、二极管VD1的阳极、二极管VD2的阳极相连。二极管VD1的阴极、三极管V2的基极相连。二极管VD2的阴极、三极管V2的集电极、变压器T原边的下端、二极管VD3的阳极相连。三极管V2的发射极、电阻R3的上端相连。电阻R3的下端、电阻R1的下端相连后接地。变压器T副边的上端、三极管V3的基极相连。三极管V3的发射极、电阻R5的上端、三极管V4的基极相连。三极管V3的集电极、三极管V4的集电极相连。三极管V3的集电极、电阻R9的左端相连。电阻R9的右端、三极管V5的集电极、电源VCC2相连。三极管V4的发射极、电阻R6的上端、三极管V5的基极、三极管V6的基极相连。三极管V5的发射极、三极管V6的发射极、三极管V7的集电极、三极管V8的集电极、场效应管的栅极g相连。三极管V6的集电极、电阻R7的上端、三极管V7的基极相连。三极管V7的发射极、电阻R8的上端、三极管V8的基极相连。变压器T副边的下端、电阻R5的下端、电阻R6的下端、电阻R7的下端、电阻R8的下端、三极管V8的发射极、场效应管的源极s相连后接地。
本实用新型与现有前述技术的不同是：首先使用变压器进行信号隔离，同时利用肖特基二极管串接功率主开关三极管（V2）的基极，同时在功率主开关三极管（V2）集电极和基极串接二极管的阳极之间串接一个肖特基二极管，在驱动信号的高低电平分别用两组三极管进行放大和加速，在场效应管关断时由续流电路保护功率主开关三极管V2、三极管V1。
实测表明：超高速场效应管驱动电路驱动场效应管开通和关断的时间均在50ns以内，开关速度比普通驱动电路提升了约两个数量级。