Pourquoi avoir les deux: transistors BJT et FET sur sortie IC?

Voici la structure du circuit intégré du pilote de porte FAN3100:

(extrait de sa fiche technique )

Comme vous pouvez le voir - il existe deux commutateurs de sortie: CMOS et BJT.

Pourquoi ils les ont mis tous les deux?

— Roman Matveev
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Une autre question qui se pose est de savoir pourquoi le NPN inférieur est NPN et non PNP

— Harry Svensson

Remarquez les entrées différentielles. Cela rend ce pilote plus immunisé contre les perturbations au sol.

— analogsystemsrf

Le paragraphe 2 de la description dit:

Les pilotes FAN3100 intègrent l' architecture MillerDrive ^TM pour l'étage de sortie final. Cette combinaison bipolaire-MOSFET fournit un courant de crête élevé pendant l'étape du plateau Miller du processus d'activation / désactivation du MOSFET pour minimiser la perte de commutation, tout en offrant une oscillation de tension rail-à-rail et une capacité de courant inverse.

En bas de la page 14 dans la section * MillerDrive Gate Drive Technology ", il explique:

Le but de l'architecture MillerDrive est d'accélérer la commutation en fournissant le courant le plus élevé pendant la région du plateau Miller lorsque la capacité grille-drain du MOSFET est chargée ou déchargée dans le cadre de la procédure d'activation / désactivation. Pour les applications qui ont une commutation de tension nulle pendant l'intervalle d'activation ou de désactivation du MOSFET, le pilote fournit un courant de crête élevé pour une commutation rapide même si le plateau de Miller n'est pas présent. Cette situation se produit souvent dans les applications de redresseur synchrone car la diode du corps est généralement conductrice avant la mise sous tension du MOSFET.

La réponse à " Qui peut me parler du Miller Plateau? " L'explique ainsi:

Lorsque vous regardez la fiche technique d'un MOSFET, dans la caractéristique de charge de grille, vous verrez une partie plate et horizontale. C'est le soi-disant plateau Miller. Lorsque l'appareil commute, la tension de grille est en fait fixée à la tension de plateau et y reste jusqu'à ce qu'une charge suffisante ait été ajoutée / retirée pour que l'appareil commute. Il est utile pour estimer les besoins de conduite, car il vous indique la tension du plateau et la charge requise pour commuter l'appareil. Ainsi, vous pouvez calculer la résistance de commande de grille réelle, pour un temps de commutation donné.

Les BJT sont capables de faire bouger la sortie pendant que les MOSFET augmentent. Les MOSFETS peuvent alors fournir l'oscillation de tension rail à rail.

— Transistor
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Topologie intéressante, mais je ne comprends rien: comment le NMOS inférieur peut-il s'allumer, puisque son Vgs est fixé à ~ 0,7V par le BJT NPN inférieur? Cela fonctionnera si le mosfet inférieur a un Vgs (th) très bas, mais peuvent-ils faire, par exemple, un seuil NMOS de ~ 100mV? Je comprends que c'est un schéma simplifié, donc quelque chose aurait pu être omis à cet égard, mais pourquoi ne pas mettre un symbole de tampon avant la base NPN s'il est là, après tout dans le conducteur de rail positif, il y a un tampon inverseur avant le NPN supérieur . Ne pas en dessiner un quand il y en a un semble une simplification stupide.

— Lorenzo Donati soutient Monica

Je n'en ai aucune idée. J'ai trouvé la question intéressante, je n'ai pas eu de réponse définitive, j'ai fait un peu de recherche et, à ma grande surprise, j'ai fait accepter et voter positivement ma réponse. Comme vous le dites, le schéma de principe est probablement une simplification, le NPN n'est peut-être pas très bon et il pourrait y avoir une résistance ou une limite de courant dans sa base.

— Transistor

Problème résolu, merci! J'ai fouillé dans la fiche technique et en effet plus bas il y a une figure (figure 42) qui montre les détails de l'architecture MillerDrive. Il montre que les BJT supérieur et inférieur ont leurs propres circuits de commande, composés de deux MOSFET.

— Lorenzo Donati soutient Monica

@ Lorenzo, merci pour les commentaires. J'avais numérisé la fiche technique lors de la recherche de la réponse, mais j'ai raté la signification de ce diagramme.

— Transistor

Vous êtes les bienvenus! Je trouve toujours tout à fait idiot le "diagramme simplifié". Ce n'est pas "simplifié", c'est faux! S'ils ne voulaient pas montrer juste que 4 MOSFET supplémentaires par peur de choses trop compliquées, il aurait suffi de placer une boîte devant les bases des BJT avec "driver" écrit dessus. Meh!

— Lorenzo Donati soutient Monica

Les étages de sortie CMOS et BJT sont combinés à partir d'un étage, le fabricant appelle cela un "MillerDrive (tm)".

Pourquoi ils le font est expliqué dans la fiche technique:

Je suppose qu'ils veulent atteindre une certaine performance (entraînement de sortie) qui ne peut être obtenue en utilisant uniquement des transistors CMOS ou en utilisant uniquement les NPN avec le processus de fabrication qu'ils utilisent pour cette puce.

$V_{CE,sat}$ $V_{BE}$

Les NPN sont très probablement capables de fournir plus de courant et passeront plus rapidement. Cela pourrait être une conséquence du processus de fabrication qu'ils utilisent, car il est possible que dans un processus différent, les MOSFET soient tellement meilleurs que des performances similaires puissent être obtenues en utilisant uniquement le CMOS. Un tel processus pourrait cependant être plus coûteux.

— Bimpelrekkie
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Remarquez comment le NPN supérieur ne peut que faire que la sortie atteigne VDD-0,7 V, je suppose que c'est le travail du mosfet de prendre soin des derniers 0,7 V.

Il semble que les BJT effectuent la majeure partie du travail de grognement et que les mosfets prennent soin de faire en sorte que la sortie atteigne le VDD et un GND fort.

Je pourrais toutefois avoir tord.

— Harry Svensson
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