用作超快速离子偏转板驱动器的MOSFET

时间:2007-06-02
图1所示的电路可在实验仪器中的一组大容量离子偏转板上提供20MHz方波。为了获得所需的偏转量,偏转板电压必须达到20~30V,远大于普通逻辑电路系列或驱动器系列所能提供的电压。为了减小人为寄生信号,上升时间和下降时间必须极短,过冲和波动。驱动偏转板的是两个相位相差180○的相同电路。这一驱动器使用Directed Energy公司(其网址为www.directedenergy.com)的DEIC420型高速MOSFET栅极驱动电路来驱动一个1000pF容性负载,驱动电压为0~25V,驱动时间不到5ns。如果负载较小,只有几百pF,则上升时间可缩短到大约3ns。串联电阻器R1和R2控制输出信号的上升时间和下降时间,从而能够通过缩短上升和下降时间来减小过冲和振荡。Analog Devices公司(其网址为www.analog.com)的ADUM1100BR型高速铁磁信号隔离器可为输入信号提供介质隔离,防止形成系统接地环路。也可使用高速光耦合器。MC78LOSCD型小功率稳压器为信号隔离器输入级提供电
 
源。
  一个缓冲网络端接偏转板上负载,该网络由一个采用TO220封装的大功率薄膜电阻器R3和优质NPO型电容器C1与C2组成。可在采用一个无源射频探头的射频频谱分析仪上观察辐射场,凭经验确定缓冲参数值。并可"调谐"缓冲网络来减少高次谐波。要注意的是,把示波器探头放在输出端上会大大增加高次谐波,从而表明给该电路增加探头会加大波动和过冲。DEIC420采用使引脚电感的高速大功率封装。它的每个电源引脚需要连接多只旁路电容器。这些旁路电容应选择得使其自谐振频率没有大的重叠。采用全接地平面、高速工艺和射频信号布局技术,对于这一电路的正常工作是至关重要的。输入必须与输出有良好隔离。如果不严格遵照上述习惯做法去做,就可能会发生双脉冲、波动甚至振荡。驱动器和负载之间的印制线或线缆应是阻抗受控制的,而且尽可能短些。DEIC420在高速和大电压下使用时需要有良好的散热能力。当电源电压为25V、工作频率为20MHz时,驱动器和缓冲网络两者的总功耗为130W。

用高速MOSFET驱动器IC来驱动离子偏转板的电路
  图1 用高速MOSFET驱动器IC来驱动离子偏转板的电路。



  
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