Программа Сервисный Центр
0

ОУ без внешнего источника питания превращает MOSFET транзистор в выпрямитель с малыми токами утечки


Martin Tomasz, США EDN Соединив тщательно подобранный операционный усилитель (ОУ), низкопороговый P-канальный MOSFET транзистор и два резистора обратной связи, можно сделать схему выпрямителя с прямым падением напряжения меньшим, чем у диода Шоттки (Рисунок 1). Схема активного выпрямителя питается выпрямленным напряжением, поэтому в дополнительном источнике питания она не нуждается. Потребляемый схемой ток меньше, чем обратный ток большинства диодов Шоттки. Схема обеспечивает активное выпрямление при разности напряжений вход-выход до 0.8 В. При меньших напряжениях выпрямителем работает внутренний диод MOSFET транзистора.
'ОУ
Рисунок 1. Эта схема эмулирует выпрямитель, но прямое падение напряжения на ней не превышает 40 мВ. Обратный ток схемы меньше, чем ток утечки диода Шоттки.
Схема на операционном усилителе включает MOSFET транзистор, когда прямое напряжение достигнет уровня между входным и выходным напряжениями, согласно следующему выражению:
'ОУ
где VGATE – напряжение на затворе MOSFET,
VIN – входное напряжение,
VOUT – выходное напряжение. Выразить связь входного и выходного напряжения с напряжениями сток-исток и затвор-исток MOSFET транзистора можно с помощью следующих уравнений: VDS = VIN – VOUT и VGS = VGATE – VOUT где VDS – напряжение сток-исток,
VGS – напряжение затвор-исток. Скомбинируем эти уравнения, чтобы выразить напряжение затвор-исток через напряжение сток-исток:
'ОУ
Если выбрать сопротивление R2 в 12 раз большим, чем R1, разности напряжений сток-исток в 40 мВ будет достаточно для включения MOSFET транзистора при малых токах стока (Рисунок 2). Падение напряжения на выпрямителе можно уменьшить еще больше, увеличив соотношение резисторов. Ограничивающим фактором здесь является только напряжение смещения, равно 6 мВ для используемого в схеме ОУ TS1001. ОУ питается от выходного накопительного конденсатора C1. Усилитель имеет rail-to-rail входы и выходы и не переворачивает фазы при работе с входными напряжениями, близкими к шинам питания. Минимальное напряжение питания усилителя равно 0.8 В. Неинвертирующий вход усилителя подключается непосредственно к шине VDD, а выход – к затвору транзистора. При активном выпрямлении синусоидального сигнала схема потребляет чуть меньше 1 мкА, что меньше тока утечки большинства диодов Шоттки. Транзистор BSH205 уверенно работает при токах порядка единиц миллиампер и напряжении затвор-исток 0.8 В.
ОУ без внешнего источника питания превращает MOSFET транзистор в выпрямитель с малыми токами утечки
Рисунок 2. Выход схемы (зеленая осциллограмма) при синусоидальном сигнале на входе (желтый цвет) показывает, что напряжение на затворе MOSFET транзистора (синий) падает только в те моменты, когда разность вход-выход становится меньше 40 мВ.
Полоса пропускания ОУ ограничивает область применения выпрямителя низкими частотами. На частотах выше 500 Гц усиление начинает падать. С ростом частоты сигнала MOSFET транзистор перестает включаться, и активную роль начинает выполнять его внутренний диод. Быстрый провал напряжения на входе, потенциально, может привести к возникновению обратного тока через транзистор. Однако, при малых токах, транзистор работает в подпороговой области, где зависимость тока стока от напряжения затвор-исток имеет экспоненциальный характер, благодаря чему происходит быстрое выключение усилителя. Ограничивающим фактором является скорость нарастания ОУ, равная 1.5 В/мс. Пока схема не нагружена настолько, что MOSFET транзистор начинает работать в линейной области, обратные токи не превысят прямых токов. Схему можно использовать вместе с фотоэлектрическим источником (Рисунок 3). В зависимости от освещенности, фотодиоды BPW34 генерируют ток от 10 до 30 мкА при напряжении от 0.8 до 1.5 В. Активный диод выпрямляет пики тока фотоэлементов при быстрых изменениях освещенности и минимизирует ток утечки солнечных элементов.
'ОУ
Рисунок 3. Схему активного выпрямителя можно использовать для заряда конденсатора от солнечных элементов. Выпрямитель имеет низкое падение напряжения и в отсутствие освещения защищает элементы от обратного тока.
На английском языке: Use a self-powered op amp to create a low-leakage rectifierПеревод: AlexAAN

По материалам сайта www.rlocman.ru

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"