Повышение быстродействия ключей на МОП-транзисторах

Затягивание фронта и спада импульса ключевого каскада МОП-транзистора происходит из-за наличия паразитных емкостей монтажа, нагрузки и емкостей электродов и р — п-перехода транзистора, а также вследствие большого внутреннего сопротивления.

На динамической модели ключевого каскада МОП-транзистора с учетом его паразитных емкостей и внутреннего сопротивления (рис. 2.24, а) показаны следующие емкости: затвор —сток С,__с, сток —исток С_с__и, металлических электродов С_м и нагрузки С_н, а также схемное сопротивление в цепи стока R_c и сопротивление индуцированного канала проводимости /?_пр.

На входе транзистора сформирован емкостной делитель, состоящий из С₃__с и С1 = С_н + С_м + С_с__и. При подаче на вход импульса напряжения на выходе появляется скачок напряжения.

Длительность фронта выходного импульса где СО = С1 + С₃__с.

После окончания входного импульса напряжение на входе уменьшается до нуля и транзистор запирается. Начинает заряжаться весь набор параллельных конденсаторов с емкостью С1. Заряд происходит через сопротивление R_c. Длительность фронта т_с = R_cCl, т. е. определяется постоянной времени RC-цепи.

Для уменьшения фронта и спада выходного импульса ключевого каскада МОП-транзистора используют специальную схему,.

Рис. 2.24. Ключ на МОП-транзисторах: а — динамическая модель; б — схема включения полевых транзисторов для уменьшения длительности фронта и спада импульса обеспечивающую ускорение заряда и разряда паразитных емкостей (рис. 2.24, б). Для этого включают дополнительный полевой транзистор, имеющий проводимость канала, отличную от проводимости ключевого транзистора. В этой схеме транзисторы открываются и закрываются в противофазе и обеспечивают получение малых времен фронта и спада.