圖騰柱輸出電路分析之一

2021-03-01 祥鷹電子科技

1.圖騰柱概念(註：下文引用百度百科的概念)

圖 1

如圖1，圖騰柱就是上下各一個三極體，上管為NPN，c極(集電極)接正電源，下管為PNP，c極(集電極)接地。兩個b極(基極)接一起，接輸入，上管和下管的e極(發射極)接到一起，接輸出，像一個「圖騰柱」。用同一信號驅動兩個b極。驅動信號為高時，NPN導通；信號為低時，PNP導通。利用兩個電晶體構成推輓輸出。 用來匹配電壓，或者提高IO口的驅動能力。

由於此結構畫出的電路圖有點兒像印第安人的圖騰柱，所以叫圖騰柱式輸出（也叫圖騰式輸出）。輸出極採用一個上電阻接一個NPN型電晶體的集電極，這個管子的發射極接下面管子的集電極同時輸出；下管的發射極接地。兩管的基極分別接前級的控制。就是上下兩個輸出管，從直流角度看是串聯，兩管連接處為輸出端。上管導通下管截止輸出高電平，下管導通上管截止輸出低電平，如果電路邏輯可以上下兩管均截止則輸出為高阻態。在開關電源中，類似的電路常稱為「半橋」。

2.圖騰柱電路驅動的幾個分析

為了進一步深入了解圖騰柱電路，提出以下幾個問題：

 圖2    

圖3

問題1：在圖2中，VCC的選擇和哪些因素有關係？VCC和後級的mos管的Vgs電壓相等嗎？

例一：如圖3，Vpwm=12V,小於Vcc=15V,測得Vgs=11.7V(如圖4)；

圖4

例二：如圖5，Vpwm=12V,大於Vcc=10V,測得Vgs=10V(如圖6)；

圖5

圖6

例三：如圖7，Vpwm=12V,大於Vcc=12V,測得Vgs=11.7V(如圖8)；

圖7

圖8

總結分析：由以上三個仿真實例可以看出，1)當Vpwm≦Vcc時，Vgs≈Vpwm(實際上是降低了一個Vbe),此時，上管NPN型BJT發射極正偏，集電極反偏，上管導通，上管工作在放大區，由圖也知上管為射極跟隨接法，只能放大電流，無法放大電壓，符合增強後級開關管的驅動能力(增大驅動脈衝電流強度)，而下管PNP型BJT，此時其集電極反偏，發射極反偏，工作在截止區，下管關斷；故圖騰柱此時輸出高電平；同理分析，當Vpwm>Vcc時，Vgs=Vcc,此時，發射極正偏，集電極正偏，BJT工作在飽和區，電流無法進一步放大；2)Vpwm=0時，此時上管發射極反偏，集電極反偏，上管工作在截止區，上管關斷；下管由後級的開關管的結電容提供放電迴路，下管開通，圖騰柱輸出低電平。

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