双极型功率晶体管是电流驱动型器件。为了让双极型功率晶体管像“开关” 一样工作,必须使其工作在饱和或接近饱和的状态。为了达到这个目的,导通 时,基极电流要满足下式要求(同时可见图3-32)e。



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式中IB——开通时的基极驱动电流;
Ic(max)预期的集电极电流;
——规定的晶体管直流放大倍数。
晶体管的驱动有两种方式。恒基极电流驱动如图3-33所示,在整个导通期 间都把晶体管驱动到饱和。由于集电极电流几乎总是低于设计的值,所以晶 体管也几乎总是被过度驱动。把晶体管驱动到深度饱和,会使晶体管的关断变 慢。存储时间^是指关断信号加至基极到集电极电流开始关断的延迟时间。在 这段时间内,集射极的电压还是维持在饱和电压的水平。这样虽然不至于增加损 耗,但它减小了晶体管可以工作的占空比。这种驱动电路能够提供快速变化


的基极电流(开通和关断)并把基极电压稍微拉负。 恒基极电流驱动电路一般从低电压源(3~5V)中取得电流。这个电压源一 般是由功率变压器的一个附加绕组提供。直接串联在基极的电阻(图3-33中的 圮)在ioon数量级,其作用是在开通和关断时限制流入基极的电流。&上要 并100pF左右的电容,这个电容被称为基极加速电容(base speed-up capacitor)。 在晶体管开通和关断转换时,它可以快速提供一个正或负的浪涌电流,以减少开 关时间和减小>次击穿危险及电流挤流效应。基极驱动电路的晶体管集电极上的 电阻(图3-33上的凡)进一步控制了通态基极驱动电流。基极上的电压应该用 示波器检查,在关断时电压要稍微有点负值,但不能超过基射极间的额定雪崩电 压(<5V)〇
另一种方法称作比例基极驱动,见图3-34。这种方法总是把晶体管驱动到临 界饱和状态。集射极电压比固定基极电流驱动时的集射极电压尚,但在这种情况 下,开关时间可以在100~ 200nS之间,比恒基极电流驱动快5~10倍。在实际使 用中,恒基极电流驱动是用在中小功率、成本低的场合,而比例基极驱动用在功 率比较大的场合。

图3-34比例基极驱动电路 a) Baker钳位电路b)变压器耦合的比例基极驱动电路
要考虑的是基极电流要由多大的电压源提供。由于基射极与正向偏置的 二极管类似,FBE的值在0.7~1.0V之间,因此2.5~4.0V的电压源就足够 了。如果基极驱动电压太高,相应地驱动基极时的损耗也比较大。
在初的实验板上,要仔细察看与功率晶体管相关的电压和电流的波形,同时要核实它们有没有超出SOA。这时也要修改任何可以改善开关特性的参数,因 为开关损耗大约占到电源总损耗的40%。图3-33和图3-34所示的是比较常用的 驱动双极型晶体管的驱动电路,供设计者参考。