QSPICE发明者随笔——利用宽带隙FET简化高压调节

Charley Moser拥有EE博士学位，是我最早的模拟设计导师之一。从他那里，我学到了很多知识——混合pi晶体管建模、用于稳定性分析的Bode图对最小相位系统的限制、为什么要使用缓冲器以及如何设计缓冲器、防止击穿的双极基极拉电流、SCR在高温下的使用等。其中，如何在高电压下调节低功率是最引人注目的创新；这对我来说极具价值，因为我是多家仪器公司带电粒子光学方案中所用高压电源设计领域的高手。

他教我用接地基极高压晶体管进行并联调节，并通过运算放大器驱动发射极。晶体管的增益带宽将在其fT下降低3dB。用低电压输入控制高压输出需要很大的反馈分压比，这会导致开环增益降低；因此晶体管在接地基极配置中对电压增益的巨大贡献非常有用，而且对于稳定的环路来说应该不难控制。

该仿真演示了这一概念：

基于人人喜爱的彩电晶体管实用电路及其大信号阶跃响应，可能看起来是这样的：

使用超出其开路基极电压额定值的晶体管有些冒险，但将基极接地可以消除集电极基极漏电，使其尽可能不发生故障。正轨电压降至5V，这样基极发射极也不会发生雪崩，从而避免晶体管老化。在调整补偿值的过程中，我们很快就会发现很难改善稳定时间。

但是，如今的宽带隙FET使这种电路的设计变得微不足道：无需担心额定电压，而且补偿更容易，只需花费上述设计的一小部分时间即可实现稳定；此外，也无需负轨。

如果您连接负载的布线电容足够低，则可能需要更小JFET的更高阻抗版本，以利用其较低电容的优势。

我在40年前与Charley失去了联系（我的错），但我觉得他会非常喜欢使用宽带隙FET。

作者：Mike Engelhardt  来源：Qorvo