Параллельное соединение двух или более транзисторов

Параллельное соединение транзисторов - это процесс, в котором идентичные выводы двух или более транзисторов соединяются вместе в цепи, чтобы увеличить пропускную способность комбинированного параллельного набора транзисторов.

В этом посте мы узнаем, как безопасно подключить несколько транзисторов параллельно, это могут быть BJT или mosfet, мы обсудим оба.

Почему стал необходим параллельный транзистор

При создании силовых электронных схем правильная настройка силового выходного каскада становится очень важной. Это включает в себя создание силового каскада, который может обрабатывать большую мощность с минимальными усилиями. Обычно это невозможно при использовании одиночных транзисторов, и требуется, чтобы многие из них были подключены параллельно.

Эти ступени в основном могут состоять из силовых устройств, таких как силовые BJT или MOSFET . Обычно одинарных BJT достаточно для получения умеренного выходного тока, однако, когда требуется более высокий выходной ток, возникает необходимость добавить большее количество этих устройств вместе. Поэтому возникает необходимость подключить эти устройства параллельно. Хотя с использованием одиночных BJT относительно проще, их параллельное соединение требует некоторого внимания из-за одного существенного недостатка, связанного с характеристиками транзисторов.

Что такое «термический побег» в BJT

Согласно их спецификациям, транзисторы (BJT) должны работать в достаточно холодных условиях, чтобы их рассеиваемая мощность не превышала максимальное указанное значение. И поэтому мы устанавливаем на них радиаторы, чтобы выдержать вышеуказанный критерий.

Кроме того, БЮТ имеют характеристику отрицательного температурного коэффициента, которая заставляет их увеличивать скорость проводимости пропорционально их величине. температура корпуса увеличивается .

Поскольку температура его корпуса имеет тенденцию к увеличению, ток через транзистор также увеличивается, что вызывает дальнейший нагрев устройства.

Процесс переходит в своего рода цепную реакцию, быстро нагревая устройство до тех пор, пока оно не станет слишком горячим, чтобы поддерживать его, и не повредит. В транзисторах такая ситуация называется тепловым разгоном.

Когда два или более транзистора соединены параллельно, из-за их слегка различающихся индивидуальных характеристик (hFE) транзисторы в группе могут рассеиваться с разной скоростью, некоторые немного быстрее, другие немного медленнее.

Следовательно, транзистор, который может пропускать через него немного больший ток, может начать нагреваться быстрее, чем соседние устройства, и вскоре мы можем обнаружить, что устройство, входящее в ситуацию теплового разгона, повреждает себя и впоследствии передает явление на остальные устройства. , в процессе.

Ситуация может быть эффективно решена путем добавления резистора небольшого номинала последовательно с эмиттером каждого транзистора, подключенного параллельно. В резистор подавляет и контролирует количество тока проходя через транзисторы и никогда не позволяя ему достигать опасного уровня.

Значение должно быть соответствующим образом рассчитано в соответствии с величиной тока, проходящего через них.

Как это связано? См. Рисунок ниже.

Как рассчитать резистор, ограничивающий ток эмиттера в параллельных BJT

На самом деле это очень просто, и его можно вычислить с помощью закона Ома:

R = V / I,

Где V - напряжение питания, используемое в схеме, а «I» может составлять 70% максимальной пропускной способности транзистора по току.

Например, предположим, что если вы использовали 2N3055 для BJT, поскольку максимальная допустимая нагрузка по току устройства составляет около 15 А, 70% от этого будет около 10,5 А.

Следовательно, если принять V = 12 В, то

R = 12 / 10,5 = 1,14 Ом

Расчет базового резистора

Это можно сделать по следующей формуле

Rb = (12 - 0,7) hFE / ток коллектора (Ic)

Предположим, что hFE = 50, ток нагрузки = 3 ампера, приведенная выше формула может быть решена следующим образом:

Rb = 11,3 x 50/3 = 188 Ом

Как избежать использования эмиттерных резисторов в параллельных BJT

Хотя использование резисторов-ограничителей тока эмиттера выглядит хорошо и технически правильно, более простым и разумным подходом может быть установка BJT на общий радиатор с нанесением большого количества пасты для радиатора на их контактные поверхности.

Эта идея позволит вам избавиться от грязных эмиттерных резисторов с проволочной обмоткой.

Установка на общий радиатор обеспечит быстрое и равномерное распределение тепла и устранит опасную ситуацию теплового разгона.

Более того, поскольку предполагается, что коллекторы транзисторов должны быть параллельны и соединены друг с другом, использование слюдяных изоляторов больше не становится необходимым и делает вещи намного удобнее, поскольку корпус транзисторов подключается параллельно через сам металлический радиатор.

Это как беспроигрышная ситуация ... транзисторы легко соединяются параллельно через металлический радиатор, избавляясь от громоздких эмиттерных резисторов, а также устраняя ситуацию теплового разгона.

Параллельное подключение полевых МОП-транзисторов

В приведенном выше разделе мы узнали, как безопасно подключать BJT параллельно, когда дело доходит до МОП-транзисторов, условия становятся совершенно противоположными и во многом в пользу этих устройств.

В отличие от BJT, МОП-транзисторы не имеют проблем с отрицательным температурным коэффициентом и, следовательно, не имеют ситуаций теплового разгона из-за перегрева.

Напротив, эти устройства демонстрируют характеристики с положительным температурным коэффициентом, что означает, что устройства начинают проводить менее эффективно и начинают блокировать ток, когда он начинает нагреваться.

Следовательно при подключении МОП-транзисторов параллельно нам не нужно ни о чем особо беспокоиться, и вы можете просто подключить их параллельно, независимо от каких-либо токоограничивающих резисторов, как показано ниже. Однако следует рассмотреть возможность использования отдельных резисторов затвора для каждого МОП-транзистора .... хотя это не слишком критично.