Σύνδεση δύο ή περισσότερων τρανζίστορ παράλληλα

Η παράλληλη σύνδεση τρανζίστορ είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα ίδια pinouts δύο ή περισσότερων τρανζίστορ συνδέονται μεταξύ τους σε ένα κύκλωμα προκειμένου να πολλαπλασιαστεί η ικανότητα χειρισμού ισχύος του συνδυασμένου συνδυασμού παράλληλων τρανζίστορ.

Σε αυτήν την ανάρτηση θα μάθουμε πώς να συνδέουμε με ασφάλεια πολλαπλά τρανζίστορ παράλληλα, αυτά μπορεί να είναι BJT ή mosfets, θα συζητήσουμε και τα δύο.

Γιατί το παράλληλο τρανζίστορ γίνεται απαραίτητο

Κατά την παραγωγή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ισχύος, η σωστή διαμόρφωση του σταδίου εξόδου ισχύος γίνεται πολύ σημαντική. Αυτό περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός σταδίου ισχύος που μπορεί να χειριστεί υψηλή ισχύ με λιγότερη προσπάθεια. Αυτό συνήθως δεν είναι δυνατό με τη χρήση μεμονωμένων τρανζίστορ και απαιτεί πολλά από αυτά να συνδεθούν παράλληλα.

Αυτά τα στάδια μπορεί κυρίως να αποτελούνται από συσκευές ισχύος όπως το ισχύος BJT ή MOSFET . Κανονικά, τα μεμονωμένα BJT καθίστανται επαρκή για τη λήψη μέτριου ρεύματος εξόδου, ωστόσο όταν απαιτείται υψηλότερο ρεύμα εξόδου, καθίσταται απαραίτητο να προσθέσετε περισσότερο αριθμό αυτών των συσκευών μαζί. Γι 'αυτό καθίσταται απαραίτητη η παράλληλη σύνδεση αυτών των συσκευών. Αν και χρησιμοποιώντας μεμονωμένα BJT είναι σχετικά ευκολότερη, η σύνδεση τους παράλληλα χρειάζεται κάποια προσοχή λόγω του ενός σημαντικού μειονεκτήματος με τα χαρακτηριστικά τρανζίστορ.

Τι είναι το «Thermal Runaway» σε BJTs

Σύμφωνα με τις προδιαγραφές τους, τα τρανζίστορ (BJTs) πρέπει να λειτουργούν υπό λογικά ψυχρότερες συνθήκες, έτσι ώστε η απόσβεση ισχύος τους να μην υπερβαίνει τη μέγιστη καθορισμένη τιμή. Και γι 'αυτό εγκαθιστούμε ψύκτρες σε αυτά για να διατηρήσουμε το παραπάνω κριτήριο.

Επιπλέον, τα BJT έχουν αρνητικό χαρακτηριστικό συντελεστή θερμοκρασίας που τους αναγκάζει να αυξήσουν το ρυθμό αγωγής τους ανάλογα με η θερμοκρασία της θήκης αυξάνεται .

Καθώς η θερμοκρασία της θήκης τείνει να αυξάνεται, αυξάνεται επίσης το ρεύμα μέσω του τρανζίστορ, το οποίο αναγκάζει τη συσκευή να θερμανθεί περαιτέρω.

Η διαδικασία μπαίνει σε ένα είδος αλυσιδωτής αντίδρασης που θερμαίνει τη συσκευή γρήγορα έως ότου η συσκευή γίνει πολύ ζεστή για να διατηρηθεί και να καταστραφεί μόνιμα. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται θερμική διαφυγή, σε τρανζίστορ.

Όταν δύο ή περισσότερα τρανζίστορ συνδέονται παράλληλα, λόγω των ελαφρώς διαφορετικών μεμονωμένων χαρακτηριστικών τους (hFE), τα τρανζίστορ στην ομάδα μπορεί να διαλύονται με διαφορετικούς ρυθμούς, μερικά λίγο πιο γρήγορα και άλλα λίγο πιο αργά.

Κατά συνέπεια, το τρανζίστορ που μπορεί να τρέχει ελαφρώς περισσότερο ρεύμα μέσω αυτού μπορεί να αρχίσει να θερμαίνεται γρηγορότερα από τις γειτονικές συσκευές και σύντομα ενδέχεται να βρούμε τη συσκευή να εισέρχεται σε μια θερμική κατάσταση διαφυγής να βλάπτει τον εαυτό της και στη συνέχεια να μεταφέρει το φαινόμενο στις υπόλοιπες συσκευές επίσης , κατά τη διάρκεια.

Η κατάσταση μπορεί να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά προσθέτοντας μια αντίσταση μικρής αξίας σε σειρά με τον πομπό κάθε τρανζίστορ συνδεδεμένο παράλληλα. ο Η αντίσταση αναστέλλει και ελέγχει την ποσότητα ρεύματος διέρχεται από τα τρανζίστορ και ποτέ δεν το επιτρέπει να φτάσει σε επικίνδυνα επίπεδα.

Η τιμή πρέπει να υπολογίζεται κατάλληλα, σύμφωνα με το μέγεθος του ρεύματος που διέρχεται από αυτά.

Πώς συνδέεται; Δείτε το παρακάτω σχήμα.

Πώς να υπολογίσετε την αντίσταση περιορισμού ρεύματος πομπού σε παράλληλα BJTs

Είναι πραγματικά πολύ απλό και θα μπορούσε να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον Νόμο του Ohm:

R = V / I,

Όπου V είναι η τάση τροφοδοσίας που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα και το «I» θα μπορούσε να είναι το 70% της μέγιστης χωρητικότητας του τρανζίστορ.

Για παράδειγμα, ας πούμε αν χρησιμοποιήσατε το 2N3055 για το BJT, δεδομένου ότι η μέγιστη τρέχουσα ικανότητα χειρισμού της συσκευής είναι περίπου 15 amp, το 70% αυτού θα ήταν περίπου 10,5 A.

Επομένως, υποθέτοντας το V = 12V, τότε

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

Υπολογισμός της βασικής αντίστασης

Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο

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

Ας υποθέσουμε ότι hFE = 50, Φορτίο ρεύματος = 3 αμπέρ, ο παραπάνω τύπος θα μπορούσε να λυθεί ως εξής:

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

Πώς να αποφύγετε τις αντιστάσεις εκπομπού σε παράλληλα BJT

Παρόλο που η χρήση αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος εκπομπού φαίνεται καλή και τεχνικά σωστή, μια απλούστερη και εξυπνότερη προσέγγιση θα μπορούσε να είναι η τοποθέτηση των BJTs πάνω από ένα κοινό ψύκτρα με πολλή πάστα ψύκτρας εφαρμοσμένη στις επιφάνειες επαφής τους.

Αυτή η ιδέα θα σας επιτρέψει να απαλλαγείτε από τις ακατάστατες αντιστάσεις του πομπού.

Η τοποθέτηση ενός κοινού ψύκτρα ψύκτρας θα εξασφαλίσει γρήγορη και ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας και εξαλείφοντας την τρομακτική θερμική κατάσταση.

Επιπλέον, δεδομένου ότι οι συλλέκτες των τρανζίστορ υποτίθεται ότι είναι παράλληλοι και ενωμένοι μεταξύ τους, η χρήση μονωτικών μαρκών δεν καθίσταται πλέον απαραίτητη και καθιστά τα πράγματα πολύ βολικά καθώς το σώμα των τρανζίστορ συνδέεται παράλληλα μέσω του ίδιου του μετάλλου ψύκτρας τους.

Είναι σαν μια κατάσταση win-win ... τα τρανζίστορ συνδυάζονται εύκολα παράλληλα μέσω του μετάλλου ψύκτρας, απαλλάσσονται από τις ογκώδεις αντιστάσεις εκπομπών, καθώς και εξαλείφουν τη θερμική κατάσταση διαφυγής.

Σύνδεση MOSFETs παράλληλα

Στην παραπάνω ενότητα μάθαμε πώς να συνδέουμε με ασφάλεια τα BJT παράλληλα, όταν πρόκειται για mosfets, οι συνθήκες γίνονται εντελώς αντίθετες και πολύ υπέρ αυτών των συσκευών.

Σε αντίθεση με τα BJT, τα mosfets δεν έχουν προβλήματα με τον αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας και, ως εκ τούτου, είναι απαλλαγμένα από καταστάσεις θερμικής διαφυγής λόγω υπερθέρμανσης.

Αντίθετα, αυτές οι συσκευές εμφανίζουν χαρακτηριστικά θετικού συντελεστή θερμοκρασίας, που σημαίνει ότι οι συσκευές αρχίζουν να λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά και αρχίζουν να εμποδίζουν το ρεύμα καθώς αρχίζει να θερμαίνεται.

Ως εκ τούτου ενώ συνδέετε τα mosfets παράλληλα δεν χρειάζεται να ανησυχούμε πολύ για τίποτα, και μπορείτε απλώς να συνεχίσετε να τα συνδέετε παράλληλα, χωρίς να εξαρτάται από τυχόν τρέχουσες περιοριστικές αντιστάσεις, όπως φαίνεται παρακάτω. Ωστόσο, θα πρέπει να εξεταστεί η χρήση ξεχωριστών αντιστάσεων πύλης για κάθε ένα από τα mosfets .... αν και αυτό δεν είναι πολύ κρίσιμο ..