Por que o disparo não ocorre na estrutura do totem?

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Estou projetando um totem por BJTs para dirigir um MOSFET. Estudei em vários exemplos online e construí meu circuito de acordo com o que entendi deles. No entanto, há um detalhe que ficou preso em minha mente. Eu gostaria de saber por que o disparo não ocorre neste circuito durante o tempo de transição do pulso do relógio (por exemplo, quando )? Em outras palavras, por que os dois BJTs não são ativados ao mesmo tempo durante a transição? $V_{clk} \tilde= 6V$

esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Resultado da simulação:
insira a descrição da imagem aqui
( V _tp e V _{gs se} sobrepõem. )

mosfet-driver shoot-through totem-pole

— hkBattousai
fonte

Por favor, você poderia complementar a pergunta, adicionando um gráfico ao Vb (lado direito do R2)? Para facilitar, você pode remover o gráfico para Vclk e incluí-lo. Minha sugestão é investigar o comportamento da tensão de base (saturação ou não do transistor QH, por exemplo). Eu não fiz a simulação, mas pelo que pude verificar visualmente, a tensão VCE, quando VCLK alta, é aproximadamete 0,125 V.

— Dirceu Rodrigues Jr

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@DirceuRodriguesJr Infelizmente, não. O CircuitLab não me permite editar o circuito. Ele mostra um folheto assim que a janela esquemática é aberta, dizendo algo como "Obrigado por usar a demonstração. Agora você precisa nos pagar para uso posterior".

— precisa saber é o seguinte

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Esses transistores não conduzem a menos que Vbe> 0,6V para o NPN, Vbe <-0,6V para o PNP. E como as bases e os emissores estão interligados, é impossível que ambas as condições sejam verdadeiras ao mesmo tempo. Portanto, quando um transistor é ligado, o outro é desligado.

CONTUDO

se R2 estiver muito baixo, o transistor sendo ligado "saturará". E quando saturado, levará um tempo significativo para desligar após a remoção da corrente de base. Esta pergunta e respostas discutem uma solução famosa para esse problema.

No entanto, o valor atual de R2 limita a corrente de base, porque a tensão através de R2 será relativamente baixa, de modo que os transistores não irão saturar com força e serão desligados relativamente rápido.

— Brian Drummond
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Saturação não é problema aqui. Como o transistor que está sendo desligado terá uma polarização negativa de queda de BE aplicada quando o outro começar a ligar. Isso desligará o transistor rapidamente, mesmo se estiver saturado. De qualquer forma, as bases não podem ser passadas além da tensão do coletor, e a corrente da base sempre será apenas o necessário para sustentar a corrente do emissor. Esses transistores não podem saturar nessa configuração, com o R2 não tendo nada a ver com isso. Ro baixo pode causar problemas, mas não é realmente um problema de recuperação de saturação.

— Olin Lathrop

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Além disso, lembre-se de que, com uma carga capacitiva como essa, há muita corrente fluindo logo após cada transição, mas essencialmente zero corrente imediatamente antes da próxima. Não há uma alta concentração de portadores de carga que precise ser dissipada no transistor que está sendo desligado (mesmo que R2 tenha um valor baixo).

— Dave Tweed

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Dois pontos muito bons negando a importância de saturação para esta configuração específica (VBE não pode exceder Vce se você assumir que eles são alimentados a partir da mesma fonte, e a carga capacitiva.

— Brian Drummond

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Em uma verdadeira configuração de totem, o disparo através geralmente ocorre por um período muito curto durante a comutação.

No entanto, o que você tem não é uma configuração de totem. Você tem dois seguidores de emissor consecutivos. Nesse caso, você não será fotografado. Para que cada transistor esteja ligado, a base deve ter uma queda de junção na direção da tensão do coletor do emissor. Seu seguidor de emissor duplo possui, portanto, uma faixa morta de 2 junções (cerca de 1,2-1,4 V) sobre a qual nenhum transistor conduzirá.

Por exemplo, digamos que o Vtp seja 6 V e que cada transistor precise de pelo menos 600 mV de tensão BE para ativar de maneira significativa (na verdade, -600 mV para o PNP, mas isso está implícito neste caso). Isso significa que quando o lado direito do R2 está na faixa de 5,4 a 6,6 V, os dois transistores estão desligados. Se essa tensão ultrapassar os 6,6 V, o transistor superior começará a vir um, o que faz com que a corrente flua para fora do seu emissor, o que eleva o Vtp para 600-700 mV abaixo da tensão de acionamento. O mesmo funciona com sinal oposto para o transistor inferior. Quando a tensão de acionamento fica abaixo de 5,4 V, o transistor inferior começa a conduzir e a reduzir a corrente através de seu emissor, o que, por sua vez, puxa o Vtp baixo para ficar 600-700 mV abaixo da tensão de acionamento.

— Olin Lathrop
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De fato, a configuração mostrada aqui, mesmo complicada com resistores de emissor e coletor, é uma fonte bem conhecida de distorção quando usada em amplificadores de áudio, porque possui uma "zona morta" em torno de zero. A solução é o amplificador da classe AB.

— precisa saber é o seguinte