Twee of meer transistors parallel aansluiten

Het parallel schakelen van transistors is een proces waarbij de identieke pinouts van twee of meer transistors met elkaar worden verbonden in een circuit om de vermogensbehandelingscapaciteit van de gecombineerde parallelle transistorset te vermenigvuldigen.

In dit bericht zullen we leren hoe je veilig meerdere transistors parallel kunt aansluiten, dit kunnen BJT's of mosfets zijn, we zullen beide bespreken.

Waarom een ​​parallelle transistor nodig wordt

Bij het maken van elektronische vermogensschakelingen wordt het juist configureren van de uitgangsfase van het vermogen erg cruciaal. Dit omvat het creëren van een eindtrap die met de minste inspanning een hoog vermogen aankan. Dit is meestal niet mogelijk met enkele transistors en vereist dat veel van hen parallel worden aangesloten.

Deze fasen kunnen voornamelijk bestaan ​​uit stroomapparaten zoals de vermogen BJT's of MOSFET's ​Normaal gesproken zijn enkele BJT's voldoende om een ​​matige uitgangsstroom te krijgen, maar wanneer een hogere uitgangsstroom vereist is, wordt het nodig om meer van deze apparaten bij elkaar te voegen. Daarom wordt het noodzakelijk om deze apparaten parallel aan te sluiten. Hoewel met behulp van enkele BJT's is relatief eenvoudiger, het parallel schakelen ervan vereist enige aandacht vanwege het enige belangrijke nadeel met transistorkarakteristieken.

Wat is 'Thermal Runaway' in BJT's

Volgens hun specificaties moeten transistors (BJT's) onder redelijk koelere omstandigheden worden gebruikt, zodat hun vermogensdissipatie de maximale gespecificeerde waarde niet overschrijdt. En daarom installeren we er heatsinks op om aan het bovenstaande criterium te voldoen.

Bovendien hebben BJT's een negatieve temperatuurcoëfficiëntkarakteristiek die hen dwingt hun geleidingssnelheid evenredig te verhogen als hun behuizing temperatuur stijgt ​

Naarmate de temperatuur van de behuizing toeneemt, neemt ook de stroom door de transistor toe, waardoor het apparaat verder opwarmt.

Het proces komt in een soort kettingreactie terecht die het apparaat snel verhit totdat het te heet wordt om vol te houden en permanent beschadigd raakt. Deze situatie wordt in transistors thermische wegloop genoemd.

Wanneer twee of meer transistors parallel zijn geschakeld, kunnen de transistors in de groep vanwege hun enigszins verschillende individuele kenmerken (hFE) met verschillende snelheden dissiperen, sommige iets sneller en andere iets langzamer.

Dientengevolge kan de transistor die er iets meer stroom doorheen geleidt, sneller opwarmen dan de naburige apparaten, en binnenkort kunnen we merken dat het apparaat in een thermische op hol geslagen situatie terechtkomt en zichzelf beschadigt en vervolgens het fenomeen ook naar de overige apparaten overdraagt. , in het proces.

De situatie kan effectief worden aangepakt door een weerstand van kleine waarde toe te voegen in serie met de emitter van elke transistor die parallel is geschakeld. De weerstand remt en regelt de hoeveelheid stroom passeert de transistors en laat het nooit naar gevaarlijke niveaus gaan.

De waarde moet op de juiste manier worden berekend, afhankelijk van de grootte van de stroom die er doorheen gaat.

Hoe is het aangesloten? Zie onderstaande figuur.

Hoe de emitterstroombegrenzende weerstand in parallelle BJT's te berekenen

Het is eigenlijk heel eenvoudig en kan worden berekend met de wet van Ohm:

R = V / I,

Waar V de voedingsspanning is die in het circuit wordt gebruikt, en 'I' kan 70% zijn van de maximale stroomafhandelingscapaciteit van de transistor.

Stel dat u bijvoorbeeld 2N3055 voor de BJT hebt gebruikt, aangezien de maximale stroomverwerkingscapaciteit van het apparaat ongeveer 15 ampère is, 70% hiervan ongeveer 10,5 A.

Dus, aangenomen dat V = 12V, dan

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

Berekening van de basisweerstand

Dit kan gedaan worden met de volgende formule

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

Laten we aannemen dat hFE = 50, laadstroom = 3 ampère, de bovenstaande formule kan worden opgelost als onder:

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

Hoe emitterweerstanden in parallelle BJT's te vermijden

Hoewel het gebruik van emitterstroombegrenzingsweerstanden er goed en technisch correct uitziet, zou een eenvoudigere en slimmere benadering kunnen zijn om de BJT's over een gewone heatsink te monteren met veel heatsink-pasta op hun contactoppervlakken.

Met dit idee kun je de rommelige draadgewonden emitterweerstanden verwijderen.

Montage op een gemeenschappelijk koellichaam zorgt voor een snelle en uniforme warmteverdeling en elimineert de gevreesde thermische op hol geslagen situatie.

Bovendien, aangezien de collectoren van de transistors verondersteld worden parallel te zijn en met elkaar verbonden te zijn, wordt het gebruik van mica-isolatoren niet langer essentieel en maakt het de zaken erg gemakkelijk aangezien het lichaam van de transistors parallel wordt verbonden via hun koellichaammetaal zelf.

Het is als een win-win situatie ... transistors kunnen gemakkelijk parallel worden gecombineerd door het koellichaammetaal, waardoor de omvangrijke emitterweerstanden worden verwijderd en de thermische op hol geslagen situatie wordt geëlimineerd.

MOSFET's parallel aansluiten

In het bovenstaande gedeelte hebben we geleerd hoe we BJT's veilig parallel kunnen aansluiten, als het om mosfets gaat, worden de omstandigheden volledig het tegenovergestelde, en veel in het voordeel van deze apparaten.

In tegenstelling tot de BJT's hebben mosfets geen problemen met de negatieve temperatuurcoëfficiënt en zijn ze daarom vrij van thermische uitbarstingen als gevolg van oververhitting.

Integendeel, deze apparaten vertonen een positieve temperatuurcoëfficiëntkarakteristiek, wat betekent dat de apparaten minder efficiënt beginnen te geleiden en de stroom beginnen te blokkeren naarmate het warmer wordt.

Daarom tijdens het aansluiten van mosfets parallel hoeven we ons nergens zorgen over te maken, en u kunt ze gewoon parallel aansluiten, zonder afhankelijk te zijn van stroombegrenzende weerstanden, zoals hieronder wordt weergegeven. Het gebruik van afzonderlijke poortweerstanden voor elk van de mosfets moet echter worden overwogen ... hoewel dit niet te kritisch is ...