Paralelné pripojenie dvoch alebo viacerých tranzistorov

Paralelné pripojenie tranzistorov je proces, pri ktorom sú rovnaké vývody dvoch alebo viacerých tranzistorov spojené dohromady v obvode, aby sa znásobila kapacita spracovania kombinovanej súpravy paralelných tranzistorov.

V tomto príspevku sa dozvieme, ako bezpečne pripojiť viac tranzistorov paralelne, môžu to byť BJT alebo mosfety, budeme o nich diskutovať.

Prečo je nevyhnutný paralelný tranzistor

Pri výrobe výkonových elektronických obvodov je veľmi dôležitá konfigurácia výkonového stupňa. To zahŕňa vytvorenie výkonového stupňa, ktorý zvládne vysoký výkon s najmenším úsilím. To zvyčajne nie je možné pomocou samostatných tranzistorov a vyžaduje si to, aby boli mnohé z nich zapojené paralelne.

Tieto stupne môžu v prvom rade pozostávať z napájacích zariadení, ako je výkonové BJT alebo MOSFET . Na získanie mierneho výstupného prúdu obyčajne postačujú jednotlivé BJT. Ak je však potrebný vyšší výstupný prúd, je potrebné pridať viac týchto zariadení k sebe. Preto je nevyhnutné tieto zariadenia zapojiť paralelne. Predsa pomocou jednotlivých BJT je relatívne jednoduchšie, ich paralelné pripojenie si vyžaduje určitú pozornosť kvôli jednej významnej nevýhode s charakteristikami tranzistorov.

Čo je „Thermal Runaway“ v BJT

Podľa ich špecifikácií musia byť tranzistory (BJT) prevádzkované za primerane chladnejších podmienok, aby ich rozptyl výkonu nepresahoval maximálnu špecifikovanú hodnotu. Preto na ne inštalujeme chladiče, aby sme dodržali vyššie uvedené kritérium.

Okrem toho majú BJT charakteristiky záporného teplotného koeficientu, ktoré ich nútia zvyšovať úmerne svojej rýchlosti vedenia teplota sa zvyšuje .

Pretože jeho teplota má tendenciu stúpať, zvyšuje sa aj prúd cez tranzistor, čo núti zariadenie sa ďalej zahrievať.

Proces sa dostane do druhu reťazovej reakcie, ktorá zariadenie rýchlo zahreje, až kým sa zariadenie príliš neohreje na trvalé udržanie a trvale sa nepoškodí. Táto situácia sa v tranzistoroch nazýva tepelný únik.

Ak sú dva alebo viac tranzistorov zapojené paralelne, kvôli svojim mierne odlišným individuálnym vlastnostiam (hFE) sa môžu tranzistory v skupine rozptýliť rôznymi rýchlosťami, niektoré o niečo rýchlejšie a iné o niečo pomalšie.

V dôsledku toho by sa tranzistor, ktorý cez neho môže viesť o niečo väčší prúd, mohol začať zahrievať rýchlejšie ako susedné zariadenia a čoskoro nájdeme zariadenie, ktoré vstupuje do situácie tepelného úniku, poškodzuje sa a následne prenáša tento jav aj na zvyšné zariadenia , v procese.

Situáciu je možné efektívne vyriešiť pridaním rezistora s malou hodnotou do série s emitorom každého tranzistora zapojeným paralelne. The odpor inhibuje a riadi množstvo prúdu tranzistormi a nikdy mu nedovolí ísť na nebezpečnú úroveň.

Hodnota by sa mala primerane vypočítať podľa veľkosti prúdu, ktorý nimi prechádza.

Ako je to spojené? Viď obrázok nižšie.

Ako vypočítať rezistor obmedzujúci prúd vysielača v paralelných BJT

Je to vlastne veľmi jednoduché a dá sa to vypočítať pomocou Ohmovho zákona:

R = V / I,

Kde V je napájacie napätie použité v obvode a „I“ môže predstavovať 70% maximálnej kapacity tranzistora na manipuláciu s prúdom.

Povedzme napríklad, že ak ste pre BJT použili 2N3055, pretože maximálna prúdová kapacita zariadenia je okolo 15 ampérov, 70% z toho by bolo okolo 10,5 A.

Preto za predpokladu V = 12V

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

Výpočet základného odporu

To sa dá urobiť pomocou nasledujúceho vzorca

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

Predpokladajme, že hFE = 50, Zaťažovací prúd = 3 ampéry, vyššie uvedený vzorec by sa dal vyriešiť takto:

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

Ako sa vyhnúť rezistorom vysielača v paralelných BJT

Aj keď použitie rezistorov obmedzovača emitorového prúdu vyzerá dobre a technicky správne, jednoduchším a inteligentnejším prístupom by mohlo byť namontovanie BJT na bežný chladič s množstvom pasty chladiča nanesenej na ich kontaktné povrchy.

Táto myšlienka vám umožní zbaviť sa chaotických odporov vysielača vinutých drôtom.

Montáž na spoločný chladič zabezpečí rýchle a rovnomerné zdieľanie tepla a eliminuje obávanú situáciu s únikom tepla.

Navyše, keďže kolektory tranzistorov majú byť paralelné a navzájom spojené, použitie sľudových izolátorov už nie je nevyhnutné a robí veci oveľa pohodlnejšími, pretože telo tranzistorov je paralelne spojené prostredníctvom samotného chladiča.

Je to ako situácia prospešná pre všetkých ... tranzistory, ktoré sa ľahko kombinujú paralelne cez chladič, zbavujú sa objemných odporov emitorov a eliminujú situáciu tepelného úniku.

Paralelné pripojenie MOSFETov

V predchádzajúcej časti sme sa naučili, ako bezpečne spojiť BJT paralelne, pokiaľ ide o mosfety, podmienky sa stanú úplne opačnými, a to v prospech týchto zariadení.

Na rozdiel od BJT nemajú mosfety problémy s negatívnym teplotným súčiniteľom, a preto sú bez tepelných únikov kvôli prehriatiu.

Naopak, tieto zariadenia vykazujú charakteristiky pozitívneho teplotného koeficientu, čo znamená, že zariadenia začínajú viesť menej efektívne a začnú blokovať prúd, keď sa začne otepľovať.

Preto pri pripájaní mosfetov paralelne sa nemusíme o nič starať a môžete ich jednoducho zapojiť paralelne, bez toho, aby ste museli závisieť od akýchkoľvek rezistorov obmedzujúcich prúd, ako je uvedené nižšie. Malo by sa však zvážiť použitie samostatných hradlových rezistorov pre každú z mosfetov .... aj keď to nie je príliš kritické ..