大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计

为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分（Proportional-Integral,PI）温控电路结合恒流驱动,控制半导体制冷器（Thermoelectric Cooler,TEC）的工作电流,实现激光器工作温度的精确控制。所设计的驱动电源可实现输出电流0~12.5 A连续可调,同时具有电流检测、过流保护、晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor Logic,TTL）信号调制等功能。所设计的温控系统的控制精度可达到0.05℃,同时设定温度连续可调,温度可实时监测。实验结果表明该设计能够保证稳定的电流输出和温度控制,满足大功率激光器的使用要求。     

增加功率比和占空比的隔离FET脉冲驱动器

在电源转换器中，脉冲驱动电路将一个控制器生成的脉冲传送给功率晶体管。驱动电路必须通过电气隔离传输控制器的开关on／off信号，同时还要提供开关通断的能量．以保持所需要的on或off状态。所需要的能量随功率晶体管的输入电容的增加而提高．同时也随晶体管模块所控制的功率而增加。     

提高系统安全性的振荡输出电路

许多电子控制系统都有使用晶体管的数字输出端.提高数字输出端安全性的一种方法就是使用一个振荡信号代替固定电压电平来表示逻辑高电平(图1).这类信号是动态可变的,可以驱动图2所示的电路.这一电路可与电子控制系统的输出晶体管相连接.动态可变信号连接到输出晶体管,而输出晶体管的集电极则与一脉冲变压器连接.如果电子控制系统因某一故障而不能产生脉冲,则继电器不动作.如果驱动电路中有故障,输出系统就处于关断状态.     

高增益S波段小型化200 W功率模块研制技术

采用多级射频放大电路以及高压脉冲调制技术,实现了S波段高增益小型化200 W功率模块的研制。驱动放大电路采用GaAs功率单片进行功率合成;末级放大电路依托栅长(0.5 μm) GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)芯片,选取多子胞结构来改善热分布,通过内匹配技术设计完成了双胞总栅宽24 mm GaN芯片的匹配网络,并设计高压脉冲调制电路提供电源,成功研制出了小型化的S波段200 W内匹配GaN功率模块。测试得出该模块实现了在输入功率10 dBm,栅极电压-5 V,漏极电压32 V,TTL调制信号输入条件下,输出频率在3.1~3.5 GHz处,输出功率大于200 W,功率附加效率(PAE)大于55%。模块实际尺寸为2.4 mm×38 mm×5.5 mm。     

减小尺寸和功耗的隔离式FET脉冲驱动器

三相控制整流器和变换器,矩阵循环换流器以及级联功率级一般都含有大量功率晶体管,每支晶体管都有自己的驱动电路。图1中的电路用1kHz～200kHz频率的全占空比脉冲驱动一个容性输入功率器件,如MOSFET或IGBT《绝缘栅双极晶体管)。一只变压器起隔直作用,电路在15V初级电源电压下只消耗少量功率。采用具有输入电容高达5nF的几只MOSFET和IGBT,测试满意,该驱     

接口芯片：逻辑与严酷现实之间

逻辑信号已从老式CMOS 4000系列的15V降到 5V TTL(晶体管-晶体管逻辑),再到现代的3.3 V、2.7 V和1.8VCMOS.先进的工艺使用工作在1V和1V以下的数字逻辑中,不过它们提供较高的I/O电压.     

晶体管构成R-232C数字温度计

一只普通的晶体管就能起到未校准的温度敏感器(图1)作用,而用作精密的PC兼容的温度计,在-50～+50℃范围内,未经调整的精度高于0.5℃,分辨力方面唯一约束是专门进行测量采集的时间。例如,0.1℃分辨力要求采集时间小于1秒。该温度计从RS-232C COM端口得到其全部功率,因此,运行一个简单的数据记录编程的膝上     

晶体管参数测试仪的设计

以LM3S1138芯片作为控制核心,设计了一个晶体管参数测试系统。该系统主要功能模块包括:恒流源阶梯信号、电压扫描信号、升压电路、保护电路等。利用8位D/A转换器产生稳定的控制电压,通过集成在LM3S1138芯片中的10位A/D模块完成电压的测量。通过RS232接口将测量数据传送到PC机,利用Matlab软件实现对测量数据的处理和显示。测试结果表明:该晶体管参数测试仪工作良好,测量结果都在数据手册给的参数范围之内。     

可用作固态断路器的光电隔离驱动电路

图1所示电路可以安全地使用标准的TTL逻辑电平来驱动大功率的直流负载。本电路可实现信号和接地隔离,也可作为固态断路器。输入信号驱动IC_(1A),而IC_(1A)本身则给光电隔离器IC_(2A)提供驱动电流。在没有过流的情况下,IG_(2B)将把信号导通到     

功率晶体管的失效机理

近年来,由于越来越强调提高系统的可靠性,因而提高器件可靠性的问题就尤为突出。在功率晶体管的可靠性工作中,失效机理是一个重要的方面。从物理上弄清功率晶体管的失效机理,从设计和制造方面采取针对性措施,无疑将是必要的。功率晶体管的失效因素很多,有内因的,有外因的,有制造工艺引起的,有使用的条件、环境及保存方法等引起的。其中有些失效机理已经清楚了,有的尚待进一步探讨。由于功率晶体管的失效,最常见的是由电徙动、二次击穿和金属化系统引起的,故