Conectarea a două sau mai multe tranzistoare în paralel

Conectarea tranzistoarelor în paralel este un proces în care pinout-urile identice ale a două sau mai multe tranzistori sunt conectate împreună într-un circuit pentru a multiplica capacitatea de manipulare a puterii setului de tranzistoare paralele combinate.

În acest post vom învăța cum să conectăm în siguranță mai multe tranzistoare în paralel, acestea pot fi BJT sau mosfete, vom discuta pe amândouă.

De ce tranzistorul paralel devine necesar

În timp ce realizați circuite electronice de putere, configurarea corectă a puterii de ieșire devine foarte importantă. Aceasta implică crearea unei etape de putere care poate gestiona puterea mare cu cel mai mic efort. Acest lucru, de obicei, nu este posibil folosind tranzistoare simple și necesită conectarea în paralel a multora dintre ele.

Aceste etape pot consta în principal din dispozitive de alimentare precum alimentează BJT-uri sau MOSFET-uri . În mod normal, BJT-urile unice devin suficiente pentru obținerea unui curent de ieșire moderat, cu toate acestea, atunci când este necesar un curent de ieșire mai mare, devine necesar să adăugați mai multe astfel de dispozitive împreună. Prin urmare, devine necesar să conectați aceste dispozitive în paralel. Deşi folosind BJT-uri unice este relativ mai ușor, conectarea lor în paralel necesită o anumită atenție datorită singurului dezavantaj semnificativ cu caracteristicile tranzistorului.

Ce este „Thermal Runaway” în BJT-uri

Conform specificațiilor lor, tranzistoarele (BJT) trebuie să fie operate în condiții rezonabile de răcire, astfel încât disiparea lor de putere să nu depășească valoarea maximă specificată. De aceea, instalăm radiatoare pe ele pentru a menține criteriul de mai sus.

Mai mult, BJT-urile au o caracteristică de coeficient de temperatură negativă care îi obligă să-și mărească rata de conducere proporțional cu a lor temperatura cazului crește .

Pe măsură ce temperatura carcasei sale tinde să crească, crește și curentul prin tranzistor, ceea ce obligă dispozitivul să se încălzească în continuare.

Procesul intră într-un fel de reacție în lanț încălzind rapid dispozitivul până când dispozitivul devine prea fierbinte pentru a fi susținut și se deteriorează permanent. Această situație se numește fuga termică, în tranzistoare.

Când doi sau mai mulți tranzistori sunt conectați în paralel, datorită caracteristicilor lor individuale ușor diferite (hFE), tranzistoarele din grup se pot disipa la viteze diferite, unele puțin mai rapide și altele puțin mai lente.

În consecință, tranzistorul care poate conduce ceva mai mult curent prin el ar putea începe să se încălzească mai repede decât dispozitivele învecinate și, în curând, vom putea găsi dispozitivul care intră într-o situație de fugă termică care se deteriorează și, ulterior, transferă fenomenul și la dispozitivele rămase. , în procesul.

Situația poate fi abordată eficient prin adăugarea unui rezistor de valoare mică în serie cu emițătorul fiecărui tranzistor conectat în paralel. rezistorul inhibă și controlează cantitatea de curent trecând prin tranzistoare și nu îi permite niciodată să ajungă la niveluri periculoase.

Valoarea trebuie calculată corespunzător, în funcție de magnitudinea curentului care trece prin ele.

Cum este conectat? Vezi figura de mai jos.

Cum se calculează rezistorul de limitare a curentului emițătorului în BJT-uri paralele

Este de fapt foarte simplu și ar putea fi calculat folosind Legea lui Ohm:

R = V / I,

Unde V este tensiunea de alimentare utilizată în circuit și „I” ar putea fi 70% din capacitatea maximă de manipulare a curentului tranzistorului.

De exemplu, să spunem dacă ați utilizat 2N3055 pentru BJT, deoarece capacitatea maximă de manipulare a dispozitivului este de aproximativ 15 amperi, 70% din aceasta ar fi în jur de 10,5 A.

Prin urmare, presupunând V = 12V, atunci

R = 12 / 10,5 = 1,14 Ohmi

Calculul rezistenței de bază

Acest lucru se poate face folosind următoarea formulă

Rb = (12 - 0,7) hFE / curent colector (Ic)

Să presupunem hFE = 50, curent de încărcare = 3 amperi, formula de mai sus ar putea fi rezolvată ca în:

Rb = 11,3 x 50/3 = 188 Ohmi

Cum se evită rezistențele emițătorului în BJT paralele

Deși utilizarea rezistoarelor limitatorului de curent al emițătorului arată bine și corectă din punct de vedere tehnic, o abordare mai simplă și mai inteligentă ar putea fi montarea BJT-urilor pe un radiator comun cu o mulțime de pastă de radiator aplicată pe suprafețele lor de contact.

Această idee vă va permite să scăpați de rezistențele dezordonate ale emițătorului.

Montarea pe un radiator comun va asigura o împărțire rapidă și uniformă a căldurii și va elimina situația temută de fugă termică.

Mai mult, deoarece colectorii tranzistoarelor ar trebui să fie în paralel și uniți între ei, utilizarea izolatoarelor de mica nu mai devine esențială și face lucrurile mult mai convenabile, deoarece corpul tranzistoarelor se conectează în paralel prin metalul radiatorului propriu-zis.

Este ca o situație câștig-câștig ... tranzistoarele care se combină ușor în paralel prin metalul radiatorului, scăpând de rezistențele voluminoase ale emițătorului, precum și eliminând situația de fugă termică.

Conectarea MOSFET-urilor în paralel

În secțiunea de mai sus am învățat cum să conectăm în siguranță BJT-urile în paralel, când vine vorba de mosfete, condițiile devin cu totul opuse și mult în favoarea acestor dispozitive.

Spre deosebire de BJT-urile, mosfetele nu au probleme cu coeficientul de temperatură negativ și, prin urmare, sunt libere de situațiile de fugă termică din cauza supraîncălzirii.

Dimpotrivă, aceste dispozitive prezintă un coeficient de temperatură pozitiv, ceea ce înseamnă că dispozitivele încep să conducă mai puțin eficient și încep să blocheze curentul pe măsură ce începe să se încălzească.

Prin urmare în timp ce conectați mosfete în paralel, nu trebuie să ne facem griji în legătură cu nimic și pur și simplu puteți continua conectându-le în paralel, fără a depinde de rezistențe de limitare a curentului, așa cum se arată mai jos. Cu toate acestea, ar trebui luată în considerare utilizarea de rezistențe de poartă separate pentru fiecare dintre mosfete .... deși acest lucru nu este prea critic ..