¿Por qué no se produce un disparo en la estructura de tótem?

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Estoy diseñando un tótem por BJT para conducir un MOSFET. Estudié varios ejemplos en línea y construí mi circuito de acuerdo con lo que entendí de ellos. Sin embargo, hay un detalle que se quedó atascado en mi mente. Me gustaría saber por qué no se produce un disparo en este circuito durante el tiempo de transición del pulso del reloj (p. Ej., Cuando )? En otras palabras, ¿por qué los dos BJT no se activan al mismo tiempo durante la transición? $V_{clk} \tilde= 6V$

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Resultado de la simulación:
ingrese la descripción de la imagen aquí
( V _tp y V _{gs se} superponen ) .

mosfet-driver shoot-through totem-pole

— hkBattousai
fuente

Por favor, ¿podría complementar la pregunta, agregando un diagrama a Vb (lado derecho de R2)? Para facilitarlo, puede eliminar el diagrama a Vclk e incluirlo. Mi sugerencia es investigar el comportamiento del voltaje base (saturación o no para el transistor QH, por ejemplo). No hice la simulación, pero por lo que pude verificar visualmente, el voltaje de Vce, cuando Vclk es alto, es aproximadamente 0.125 V.

— Dirceu Rodrigues Jr

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@DirceuRodriguesJr Desafortunadamente, no. CircuitLab no me deja editar el circuito. Muestra un volante tan pronto como se abre la ventana esquemática, que dice algo así como "Gracias por usar la demostración. Ahora tiene que pagarnos por un mayor uso".

— hkBattousai

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Estos transistores no conducen a menos que Vbe> 0.6V para NPN, Vbe <-0.6V para PNP. Y como las bases y los emisores están unidos, es imposible que ambas condiciones sean ciertas al mismo tiempo. Entonces, cuando un transistor está encendido, el otro está apagado.

SIN EMBARGO

si R2 es demasiado bajo, el transistor que se enciende se "saturará". Y cuando está saturado, tomará un tiempo significativo apagarse después de que se elimine la corriente base. Esta pregunta y respuestas discuten una solución famosa a ese problema.

Sin embargo, el valor presente de R2 limita la corriente base, porque el voltaje en R2 será relativamente bajo, por lo que los transistores no se saturarán con fuerza y se apagarán relativamente rápido.

— Brian Drummond
fuente

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La saturación no es un problema aquí. Dado que el transistor que se está apagando, se aplicará un sesgo negativo de caída BE cuando el otro comience a encenderse. Eso apagará el transistor con bastante rapidez, incluso si estaba saturado. En cualquier caso, las bases no pueden pasar el voltaje del colector, y la corriente de la base siempre será solo la necesaria para mantener la corriente del emisor. Estos transistores no pueden saturarse en esta configuración, ya que R2 no tiene nada que ver con eso. Ro bajo puede causar problemas, pero en realidad no es un problema de recuperación de saturación.

— Olin Lathrop

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Además, tenga en cuenta que con una carga capacitiva como esta, hay mucha corriente fluyendo justo después de cada transición, pero esencialmente corriente cero justo antes de la siguiente. No hay una alta concentración de portadores de carga que deba disiparse en el transistor que se apaga (incluso si R2 tiene un valor bajo).

— Dave Tweed

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Dos puntos muy buenos que niegan la importancia de la saturación para esta configuración específica (Vbe no puede exceder Vce si supone que se alimentan del mismo suministro y la carga capacitiva.)

— Brian Drummond

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En una verdadera configuración de tótem, el disparo generalmente ocurre durante un tiempo muy corto durante el cambio.

Sin embargo, lo que tiene no es una configuración de tótem. Tienes dos seguidores emisores seguidos. En este caso, no podrá disparar. Para que cada transistor esté encendido, la base debe ser una caída de unión hacia el voltaje del colector desde el emisor. Por lo tanto, su seguidor de doble emisor tiene una banda muerta de caída de 2 uniones (aproximadamente 1.2-1.4 V) sobre la cual ninguno de los transistores conducirá.

Por ejemplo, supongamos que Vtp es de 6 V y que cada transistor necesita al menos 600 mV de voltaje BE para encenderse de manera significativa (en realidad -600 mV para la PNP, pero esto está implícito en este caso). Eso significa que cuando el lado derecho de R2 está en el rango de 5.4 a 6.6 V, ambos transistores están apagados. Si este voltaje supera los 6.6 V, el transistor superior comenzará a llegar a uno, lo que hace que la corriente fluya fuera de su emisor, lo que eleva Vtp a 600-700 mV por debajo del voltaje de activación. Lo mismo funciona con signo opuesto para el transistor inferior. Cuando el voltaje de activación desciende por debajo de 5,4 V, el transistor inferior comienza a conducir y absorber corriente a través de su emisor, lo que a su vez baja Vtp para mantenerse 600-700 mV por debajo del voltaje de activación.

— Olin Lathrop
fuente

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De hecho, la configuración que se muestra aquí, incluso si es complicada con las resistencias de emisor y colector, es una fuente de distorsión bien conocida cuando se usa en amplificadores de audio, porque tiene una "zona muerta" alrededor de cero. La solución es el amplificador de clase AB.

— WhatRoughBeast