以下是业余爱好者的工作,我完全没有商业意图。只有少数(两个?)将被建造。(我将它们用于零件测试和曲线生成,尽管在更高的电压合规性下,我可能会发现比以前更多的用途。)
我有以下引脚驱动电路,它提供高达 \$\pm 50\:\textrm{V}\$ 输出顺从电压,同时为负载提供 \$\pm 10\:\textrm{mA}\$连接在引脚驱动器输出和地之间。(较大的正负轨大约为 \$\pm 60\:\textrm{V}\$,运算放大器轨在 \$\pm 15\:\textrm{V}\$。)
上述电路的输出压摆率一般不超过 \$20\:\frac{\textrm{A}}{\textrm{s}}\$ 或 \$100\:\frac{\textrm{mV}} {\mu\textrm{s}}\$。(我以不快于 \$1\:\textrm{ms}\$ 的速率驱动输入,峰值到峰值,并且通常比这慢。)
我想将合规电压扩展到 \$\pm 800\:\textrm{V}\$ 并将电流驱动能力降低到从 \$\pm 500\:\mu\textrm{A}\$ 到也许\$\pm 1\:\textrm{mA}\$。(然后电压转换率增加到 \$1.6\:\frac{\textrm{V}}{\mu\textrm{s}}\$,这也可能是一个问题。)
获得 \$\pm 850\:\textrm{V}\$ 的配对高压电源轨不是问题。但是我能够通过 \$Q_4\$ 拾取 \$Q_1\$ 作为同一个骰子(BCM846S 等)上的部分。我想保持 \$V_{BE}\$ 的匹配(也许甚至 \$\beta\$。)但是现在 \$V_{CEO}\$ 已经“上升了很多”,并且相同的拓扑结构不起作用,因为我认为没有任何匹配的对具有那种 \$V_{CEO}\$ 的 BJT。事实上,我不确定是否有任何离散的 PNP BJT 接近我希望看到的。(也许是 NPN。但是 PNP?)
我可以想象设置另一对电压轨(靠近高压轨,但可能 \$40\:\textrm{V}\$ 更接近地面)并使用级联设计(使用另外四个 BJT)以保护高端和低端匹配镜对。增加的电压供应不需要处理超过 \$10\:\mu\textrm{A}\$ 左右,因此用新的高压电源轨构建可能并不难。但是,如果对拓扑有其他/更好的想法,我想听听。
这就是我的意思:
有没有我在这里想念的问题,还是我可以做得更好?有没有人对任何 FAB 对离散 BJT 的任何流程提出建议,我可能会考虑这里的级联?
我也知道我还将面临与电气间隙和爬电距离相关的完全不同的问题,这是我以前不必面对的。不过,这是一个不同的主题,我将在稍后单独讨论。现在,我专注于如何获得我想要实现的显着更高的电压合规性。
只是为了清楚起见,如果不是很明显,该电路是一个直流电压控制电流源 (VCCS),它可以将电流吸收或提供到接地负载中。(一种用途是半导体曲线跟踪。)\$-10\:\textrm{V}\$ 的输入电压将向接地负载提供 \$500\:\mu\textrm{A}\$。\$+10\:\textrm{V}\$ 的输入电压将从接地负载吸收 \$500\:\mu\textrm{A}\$。在 \$-10\:\textrm{V}\$ 和 \$+10\:\textrm{V}\$ 之间平稳振荡的电压三角波会在从 \$+ 平稳振荡的负载中生成电流三角波500\:\mu\textrm{A}\$ 到 \$-500\:\mu\textrm{A}\$(无论该负载是二极管还是电阻器。)并且电压合规性应该支持执行所有上面有一个 \$1.5\:\textrm{M}\Omega\$ 电阻器作为负载。不定期的,它将以锯齿波或三角波作为其输入进行操作。我也可以在控制输入的 \$-1\:\textrm{V}\$ 和 \$+1\:\textrm{V}\$ 之间操作它(甚至在 \$-100\:\ textrm{mV}\$ 和 \$+100\:\textrm{mV}\$ 在输入端。)行为必须始终是单调的。我使用的最大频率约为 \$1\:\textrm{kHz}\$,但如有必要,我可以在该点上牺牲 10 倍。
上述电路也适用于另一个目的。如果我删除(通过用 \$0\:\Omega\$ 替换它)\$R_8\$ 并使用运算放大器的反相输入作为我可以吸收或提供电流的节点,如果我还放置一个已知的从输出到地的精密电阻器,那么输出端的双极电压将取决于对地的双极电流。
它实际上是一个相当通用的模块。