PanasONic电工PhotoM0S M0SFET的控制电路Panansonic电工的PhotoMOS在输出中采用了光电元件和功率M0SFET,是作为微小模拟信号用而开发出的SSD,以高功能型的HF型为首,正逐步扩展系列9如通用型的GU型、高频型的RF型。
上次介绍了PhotoMOS的概要。此次将介绍内置在PhotoM0S中构成控制翘路的独特的光电元件的特点、构造、布线等。
FET型MOSFET输出光电耦合器的基本电路
图1 是PhotoMOS中具有代表性的、即所谓的FET型MOSFET输出光电耦合器的最基本电路。在该电路中由于输出元件的功率MOSFET是电压驱动型元件,因此利用光电二极管阵列(P.D.A)所供给的电压使栅极容量充电,致使栅极电压上升至接通电压(阈值),从而使MOSFET输出光电耦合器动作。
然而,要使MOSFET输出光电耦合器复位,则需要做与上述动作相反的工作,即让栅极内充电的电荷尽量快速地放电。在图1所示的电路中,由于复位时问过长9故不能作为MOSFET输出光电耦合器使用。
PhotoMOS利用图2所示的内置于光电元件的控制电路来解决这些问题。该控制电路为实观动作时间与复位时间保持平衡的良好的转换特性,以及输入LED电流的良好的灵敏度特性发挥着最关键的作用。
光电元件内的控制电路示例
关于光电元件内部所内置的控制电路9如图3的(a)~(c)所示,迄今为止提出了以下若干种电路。下面将简单地介绍这些电路。
(a)的控制电路
(a)的电路图是最基本的电路,我们为了加快断开时间,使输出MOS 的栅极电荷在断开时放电,因此在栅极·源极之间连接固定电阻。但是,在接通电路时岁为了使输出MOSFET栅极容量得到充电,便用了光电二极管阵列(P.D.A),其产生的光电流在通过该电阻时会发生漏电,从而导致接通时间变长。
另外9还存在以下缺点:如图4所示,相对于输入电流的变化,输出电流也平缓地发生变化,困此转换元件所要求的速动性会变差,另外因温度变化所引起的特性变动也较大。
(b)的控制电路
该电路的速动性要比(a)电路好,但是,由于插入在输出MOS栅极·源极之间的晶体管为常开型,因此抗外来干扰性较差。
(c)的控制电路。
作为放电电路,该电路使用常闭型元件,因此断开时输出MOS Pf:电荷会急速放电。另外接通时,该元件被第二光电二极管阵列(P.D.A)偏压,形成开路状态,从而使第一光电二极管阵列(P.D.A)所产生的光电流被高效快速地传导至输出MOS的栅极,因此与(a)的电路相比,接通时间就变短了。
另外,利用该常闭型元件还可大幅度地改善速动性。但与此同时该控制电路必须具备二个光电二极管阵列。