Łączenie dwóch lub więcej tranzystorów równolegle

Łączenie dwóch lub więcej tranzystorów równolegle

Równoległe łączenie tranzystorów to proces, w którym identyczne wyprowadzenia dwóch lub więcej tranzystorów są połączone razem w obwodzie w celu zwielokrotnienia mocy wyjściowej połączonego równoległego zestawu tranzystorów.



W tym poście dowiemy się, jak bezpiecznie łączyć równolegle wiele tranzystorów, mogą to być BJT lub mosfety, omówimy oba.

Dlaczego tranzystor równoległy staje się konieczny

Przy wykonywaniu obwodów energoelektronicznych bardzo istotne staje się prawidłowe skonfigurowanie stopnia wyjściowego mocy. Wymaga to stworzenia stopnia mocy, który może obsłużyć dużą moc przy najmniejszym wysiłku. Zwykle nie jest to możliwe w przypadku pojedynczych tranzystorów i wymaga równoległego połączenia wielu z nich.





Te etapy mogą składać się głównie z urządzeń zasilających, takich jak tranzystory mocy BJT lub MOSFET . Zwykle pojedyncze BJT wystarczają do uzyskania umiarkowanego prądu wyjściowego, jednak gdy wymagany jest wyższy prąd wyjściowy, konieczne staje się dodanie większej liczby tych urządzeń razem. Dlatego konieczne staje się równoległe łączenie tych urządzeń. Chociaż przy użyciu pojedynczych BJT jest stosunkowo łatwiejsze, łączenie ich równolegle wymaga pewnej uwagi ze względu na jedną istotną wadę charakterystyk tranzystorów.

Co to jest „Thermal Runaway” w BJT

Zgodnie z ich specyfikacją, tranzystory (BJT) muszą pracować w rozsądnie chłodniejszych warunkach, aby ich rozpraszanie mocy nie przekraczało maksymalnej określonej wartości. I dlatego instalujemy na nich radiatory, aby zachować powyższe kryterium.



Ponadto BJT mają charakterystykę ujemnego współczynnika temperaturowego, co wymusza na nich proporcjonalny wzrost współczynnika przewodzenia temperatura obudowy wzrasta .

Wraz ze wzrostem temperatury obudowy wzrasta również prąd płynący przez tranzystor, co wymusza dalsze nagrzewanie się urządzenia.

Proces ten przechodzi w swego rodzaju reakcję łańcuchową, nagrzewając urządzenie gwałtownie, aż stanie się ono zbyt gorące, aby wytrzymać i zostanie trwale uszkodzone. Ta sytuacja w tranzystorach nazywa się ucieczką termiczną.

Gdy dwa lub więcej tranzystorów jest połączonych równolegle, z powodu ich nieznacznie różniących się charakterystyk indywidualnych (hFE), tranzystory w grupie mogą rozpraszać się z różną szybkością, niektóre nieco szybciej, a inne nieco wolniej.

W konsekwencji tranzystor, który może przepływać przez niego nieco więcej prądu, może zacząć się nagrzewać szybciej niż sąsiednie urządzenia, a wkrótce możemy znaleźć urządzenie w sytuacji niekontrolowanej temperatury, uszkadzając się, a następnie przenosząc to zjawisko również na pozostałe urządzenia. , w trakcie.

Sytuację można skutecznie rozwiązać, dodając szeregowo rezystor o małej wartości z emiterem każdego tranzystora połączonym równolegle. Plik rezystor blokuje i kontroluje ilość prądu przechodzi przez tranzystory i nigdy nie pozwala mu osiągnąć niebezpiecznych poziomów.

Wartość należy odpowiednio obliczyć, biorąc pod uwagę wielkość przepływającego przez nie prądu.

Jak to jest połączone? Zobacz rysunek poniżej.

jak podłączyć tranzystory równolegle

Jak obliczyć rezystor ograniczający prąd emitera w równoległych tranzystorach BJT

W rzeczywistości jest to bardzo proste i można je obliczyć za pomocą prawa Ohma:

R = V / I,

Gdzie V jest napięciem zasilającym stosowanym w obwodzie, a „I” może wynosić 70% maksymalnej obciążalności prądowej tranzystora.

Na przykład powiedzmy, że jeśli użyłeś 2N3055 do BJT, ponieważ maksymalna obciążalność prądowa urządzenia wynosi około 15 amperów, 70% z tego będzie wynosić około 10,5 A.

Zatem zakładając V = 12V

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

Obliczanie rezystora podstawowego

Można to zrobić za pomocą następującego wzoru

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

Zakładając hFE = 50, prąd obciążenia = 3 amperów, powyższy wzór można rozwiązać w następujący sposób:

Rb = 11,3 x 50/3 = 188 omów

Jak unikać rezystorów emitera w równoległych tranzystorach BJT

Chociaż użycie rezystorów ogranicznika prądu emitera wygląda dobrze i jest technicznie poprawne, prostszym i mądrzejszym podejściem może być zamontowanie BJT na zwykłym radiatorze z dużą ilością pasty radiatora nałożonej na ich powierzchnie stykowe.

Ten pomysł pozwoli ci pozbyć się niechlujnych rezystorów emiterów nawiniętych na drut.

Zamontowanie na wspólnym radiatorze zapewni szybkie i równomierne rozprowadzanie ciepła oraz wyeliminowanie przerażającej sytuacji niekontrolowanej temperatury.

Co więcej, ponieważ kolektory tranzystorów mają być równoległe i połączone ze sobą, użycie izolatorów mikowych nie jest już niezbędne i sprawia, że ​​jest to znacznie wygodniejsze, ponieważ korpus tranzystorów jest połączony równolegle poprzez sam metalowy radiator.

To jak sytuacja, w której wszyscy wygrywają ... tranzystory z łatwością łączą się równolegle przez metalowy radiator, pozbywając się nieporęcznych rezystorów emitera, a także eliminując sytuację niekontrolowanej temperatury.

łączenie tranzystorów równolegle poprzez montaż na wspólnym radiatorze

Podłączanie tranzystorów MOSFET równolegle

W powyższej sekcji dowiedzieliśmy się, jak bezpiecznie łączyć BJT równolegle, jeśli chodzi o mosfety, warunki stają się zupełnie odwrotne i znacznie na korzyść tych urządzeń.

W przeciwieństwie do BJT, mosfety nie mają problemów z ujemnym współczynnikiem temperaturowym i dlatego są wolne od sytuacji niekontrolowanych temperatur z powodu przegrzania.

Wręcz przeciwnie, te urządzenia wykazują dodatnią charakterystykę współczynnika temperaturowego, co oznacza, że ​​urządzenia zaczynają przewodzić mniej wydajnie i zaczynają blokować prąd, gdy zaczyna się nagrzewać.

W związku z tym podczas podłączania mosfetów równolegle nie musimy się o nic martwić i możesz po prostu podłączyć je równolegle, bez uzależnienia od jakichkolwiek rezystorów ograniczających prąd, jak pokazano poniżej. Należy jednak rozważyć użycie oddzielnych rezystorów bramkowych dla każdego z mosfetów ... chociaż nie jest to zbyt krytyczne.

Przykładowy obwód mosfetów połączonych równolegle


Dalej: Jak wykonać podwójny obwód syreny