¿Cuál es el propósito de un capacitor colocado entre la base y el emisor del transistor NPN y el diodo Zener colocado entre la fuente de la puerta del MOSFET?

Esquema (Circuito Limitador de Corriente):

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Pregunta 1 :

Solo quiero entender cuál es el propósito del capacitor cuando se coloca entre la base y el emisor del transistor NPN o PNP. En algunos diseños he notado que los valores están en el rango de uF y en otros lugares, he notado que el valor está en el rango de nF. En el esquema anterior, hay 3 condensadores colocados en el emisor base de los BJT. C2201, C2202 y C2203. Todos los condensadores son de diferentes valores. Entonces, ¿sobre qué base se selecciona el valor de los capacitores?

¿Alguien puede decirme cuál es el propósito de esos condensadores y cómo se llega al valor de la capacitancia? Si la respuesta se basa en la capacitancia de Miller, ¿puede explicar ese concepto en términos simples y un valor de comprensión algo práctico o intuitivo?

Todo lo que entiendo sobre la capacitancia de Miller por lo que he leído es que la capacitancia de Miller es una propiedad inherente e indeseable de BJT o MOSFET que no se puede evitar. Aparte de esto, no estoy seguro de cómo afecta realmente la capacitancia del molinero durante la conmutación de BJT. Cualquier ejemplo simple podría ser realmente útil para mí.

Pregunta 2 :

No en todos los diseños de circuitos. En algunos diseños, he notado diodos zener colocados entre la puerta y la fuente de los MOSFET. El voltaje de ruptura del diodo zener es menor que el voltaje máximo de la fuente de la puerta. ¿Alguien puede decirme las razones para colocar el diodo Zener entre la puerta y la fuente del MOSFET?

Necesitas dar un ejemplo.
@Andyaka, agregó un ejemplo esquemático y explicó mi pregunta con un poco más de detalles.
¿Alguien puede proporcionar una respuesta clara en términos simples a esta pregunta?
El problema es que usted dice que todos esos transistores funcionan como "solo interruptores", pero mi intuición es que no es cierto. Por lo tanto, desde un punto de vista personal, dar una respuesta también implica rebobinar sus creencias sobre el circuito y eso lo hace doblemente difícil y, muy posiblemente, podría ser reacio a estar de acuerdo.
Oh, supuse que los transistores actuarían solo como interruptores. Lo siento, no estaba seguro. ¿Podría proporcionar una respuesta?
@Andyaka, editó la pregunta

Respuestas (2)

Mi instinto es este: -

  • C2202 elimina las sobretensiones que fluyen a través de la resistencia de detección de corriente de 1,87 ohmios (neto).
  • C2201 hace más o menos lo mismo pero en una etapa posterior del circuito de monitoreo de límite de corriente.

Es posible que ambos se hayan agregado como ideas posteriores al diseño original, es decir, el diseño evolucionó para agregar estos capacitores para solucionar los problemas encontrados durante las pruebas de prototipos.

  • C2203 podría estar allí para permitir que el circuito "arranque" desde el frío lo más rápido posible, es decir, mantiene inactivo a Q2204 durante varios milisegundos mientras la energía se estabiliza en la carga y luego permite que Q2204 se active gradualmente. Lo que hace Q2204 es un poco difícil de decir: parece que protege al MOSFET de tener demasiado voltaje cuando la corriente a través de él está en el nivel de carga completa, es decir, apaga el MOSFET (y la carga) si la potencia del MOSFET la disipación se interpreta como demasiado alta. No puedo decir adecuadamente más sobre esto.

Me parece que todos los valores de los condensadores se eligieron como una ocurrencia tardía y posiblemente se eligieron en función de lo que se vio para solucionar el problema durante las pruebas del prototipo. No tienen nada que ver con la capacitancia de Miller.

El diodo zener protege la región de la fuente de la puerta del MOSFET del daño por sobrevoltaje.

  1. Agregar un capacitor entre la puerta y el emisor influirá en el comportamiento de conmutación del IGBT. Su trabajo es absorber carga adicional que se origina en la capacitancia de Miller. Esto aumenta la potencia del controlador requerida y el IGBT exhibe mayores pérdidas de conmutación para la misma resistencia de puerta.

Al aumentar la capacitancia del emisor de puerta directamente en el IGBT, se reduce la corriente de falla máxima. En otras palabras, el transistor no puede encenderse solo.

https://www.controleng.com/articles/tutorial-mitigating-parasitic-turn-on-effect-in-igbt-output-drives-to-improve-drive-performance/

https://www.researchgate.net/figure/By-increasing-the-gate-emitter-capacitance-directly-at-the-IGBT-the-peak-fault-current_fig6_228894736

  1. El diodo zener mantiene estable el voltaje en la puerta (aproximadamente), lo cual es necesario para controlar el MOS. Es un circuito estándar, tiene el mismo propósito que un divisor de resistencia, excepto que el voltaje a través del zener siempre será el mismo, incluso cuando cambie el voltaje de la fuente. Siempre que el voltaje de la fuente no caiga demasiado, en cuyo caso el voltaje en la puerta será el mismo que el de la fuente y el zener no se encenderá.
¿Podría explicar más brevemente su primer punto? No soy capaz de obtener claridad. Proporcione también una explicación intuitiva sobre la capacitancia de Miller
Si pone alguna capacitancia en la puerta, esto cambiará la forma en que funciona el transistor. La capacidad parásita puede provenir de varios lugares. Puede causar oscilación en las frecuencias de radio. Esto forma un filtro de paso bajo, con una frecuencia de esquina determinada por la resistencia de la fuente de la etapa anterior y la capacitancia de entrada. Aumentas esta capacitancia para cambiar qué frecuencias bloquea u oscila. O para intentar eliminar la oscilación.
¿Puerta y emisor? ¿IGBT? El zener está ahí para la protección MOSFET. El MOSFET no está cambiando, es un circuito de límite de corriente lineal. No hay evidencia de que la capacitancia del molinero sea una consideración dominante aquí.
¿Cuál es el propósito de un capacitor colocado entre la base y el emisor del transistor NPN y el diodo Zener colocado entre la fuente de la puerta del MOSFET?
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