Transistoren parallel – Der ultimative Leitfaden und Fehlervermeidung

Wenn eine Schaltung viel Strom aufnimmt, benötigt sie einen Transistor, um den Strom zu regulieren. Ein einzelner Transistor kann die Aufgabe jedoch möglicherweise nicht ausreichend erfüllen, sodass Sie möglicherweise Transistoren parallel implementieren müssen. Es verbessert die gemeinsame Strombelastbarkeit und bietet viele wichtige Vorteile für Ihre elektronische Schaltung. Abhängig von Ihrer Implementierungsmethode wird beispielsweise verhindert, dass ein Transistor Schaden erleidet.

Zu verstehen, wie es funktioniert, kann ziemlich komplex erscheinen. Also lasst uns anfangen! Bei WELLPCB möchten wir Sie in die richtige Richtung führen. Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, erfahren Sie mehr über parallele Transistoren und was sie leisten.

1. Was sind parallelgeschaltete Transistoren？

In einer Schaltung bilden die übereinstimmenden Pinbelegungen zweier Transistoren eine Verbindung, die als parallele Transistoren bezeichnet wird. Dadurch wird die Stromkapazität erhöht, die die Transistoren verarbeiten können. Nach der Implementierung brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen, dass die Transistoren mit zu viel Leistung umgehen.

2. Warum Transistoren parallel schalten?

(Eine Schaltung benötigt parallel geschaltete Transistoren, wenn sie viel Strom verbraucht.)

Wenn Sie eine Schaltung bauen, die einen hohen Ausgangsstrom zieht, müssen Sie Transistoren parallel schalten. Das liegt daran, dass ein einzelner Transistor diese Menge an Leistung nicht bewältigen kann, was möglicherweise zu dauerhaften Schäden führt.

Die Verwendung dieser Methode hilft, einen aktuellen Lastausgleich bereitzustellen. Es entsteht, indem die Leistung von einem Transistor, der unbeschädigt bleibt, stattdessen auf den nächsten verteilt wird. Diese beiden Arten von Transistoren können parallel geschaltet werden:BJTs oder MOSFETs.

3. Transistoren parallel mit dem richtigen Ansatz implementieren

(Parallel geschaltete MOSFETs bieten eine hohe Leitfähigkeit, wodurch der Strom effektiv verteilt wird.)

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie sowohl BJTs als auch MOSFETs parallel schalten. Wenn Sie Bipolartransistoren parallel schalten, müssen Sie die Ballastwiderstände in Reihe integrieren, ein gängiger Ansatz für Audioverstärker. Im Allgemeinen befasst es sich mit einem hohen Stromverbrauch und beinhaltet das Zusammenschalten der Basen und Emitter. Und es löst aktuelle Ungleichgewichtsprobleme. Die ersten beiden Schritte unten zeigen, wie Sie die Ohmwerte beider Widerstände berechnen können, sodass Sie sie in Reihe schalten können.

Schritt Eins:

(Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz, um die Widerstandswerte zu berechnen.)

Zuerst müssen Sie Berechnungen für die Widerstände durchführen. Verwenden Sie die Formel R =V/I für die Strombegrenzung. V dient als Spannung der Schaltung. Der „I“-Wert hingegen repräsentiert 70 % der Strommenge, die der Transistor speichert. Beispielsweise kann ein 2N3055 BJT ungefähr 15A speichern. 70 % dieses Werts entsprechen also 10,5 A. Bei einer 12V-Versorgung sieht die Rechnung so aus:R =12/10,5 =1,14. Daher sollte die Ohm-Bewertung den Wert 1,14 widerspiegeln.

Schritt Zwei:

(Der Basiswiderstand hilft, die Strombelastung eines Transistors auszugleichen.)

Als nächstes müssen Sie die Ohm des Basiswiderstands berechnen. Verwenden Sie diese Formel:Rb =(12 – 0,7)hFE / Laststrom. Der hFE-Wert entspricht 50, während sich der Laststrom auf 3A einstellt. Schließlich können Sie die Berechnung durchführen mit:Rb =11,3 x 50 / 3. Das Ergebnis entspricht 188 Ohm.

Schritt Drei:

(Sie können die BJTs über dem Kühlkörper platzieren, um die aktuelle Handhabung zu erleichtern.)

Wenn Sie jedoch keine Widerstände implementieren möchten, können Sie stattdessen einen Kühlkörper installieren. Bringen Sie für diese Technik einfach einen Standardkühlkörper unter den BJTs an und fügen Sie jeder Oberfläche reichlich Wärmeleitpaste hinzu. Es ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeverteilung und bietet gleichzeitig eine Lösung für thermisches Durchgehen. Darüber hinaus lassen sich die Transistoren über die Metallstruktur des Kühlkörpers problemlos parallel schalten.

Schritt Vier:

(Ein MOSFET mit einem Gate-Widerstand bietet eine sichere und effiziente Lösung, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern.)

MOSTEFs können auch parallel geschaltet werden. Um dies zu erreichen, sollten Sie bei jedem Gerät einen Gate-Widerstand implementieren. Einige Vorteile machen es jedoch extrem sicher und effizient. Beispielsweise werden sie beim Aufheizen weniger leitfähig und verhindern nach und nach den Stromfluss. Auf der positiven Seite weisen diese kein thermisches Durchgehen auf. Diese sind direkt über Drain mit Drain, Gate mit Gate und Source mit Source verbunden.

4. Lösungen für Transistoren in parallelen Fehlern

Fehler 1:Thermal Runaway

Vermeidungsmethode:Thermal Runaway tritt auf, wenn ein parallel geschalteter Transistor nicht mit den anderen Transistoren übereinstimmt. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass ein Transistor mehr Strom zieht als der Rest. Von dort sammelt es mehr Wärme, die sich aufbaut, bis es schließlich dauerhaften Schaden erleidet.

Um dies zu verhindern, müssen Sie zu jedem Emitter einen niederohmigen Widerstand in Reihe schalten. Wenn die Last beispielsweise 50 Ohm entspricht, wird ein 1-Ohm-Widerstand gut funktionieren. Es bietet eine negative Rückkopplung, die den Strom aufgrund des Spannungsanstiegs in seinem Emitterwiderstand moderiert hält.

Fehler 2:MOSFET-Linearbetrieb

Vermeidungsmethode:MOSFETs funktionieren normalerweise gut als Schalter, wenn sie parallel geschaltet sind. Diese verteilen jedoch keinen Strom im linearen Modus. Das liegt daran, dass die Wärmeentwicklung die Leitfähigkeit schneller erhöht. Dann wird die Leitfähigkeit in der Frequenz zunehmen. Tatsächlich bildet sich dadurch ein Hot Spot, der möglicherweise den MOSFET beschädigt. Es bietet ein schlimmeres Problem im Vergleich zu parallelen BJTs.

Darüber hinaus erhöht sich die Transkonduktanz, wenn die Temperatur des Geräts ansteigt. Parallelgeschaltete MOSFETs verteilen den Strom erst, wenn er 15 A erreicht. Diese erreichen dieses Niveau normalerweise nicht, wenn sie unter linear ausgeführt werden.

Die beste Lösung für dieses Problem besteht darin, eine Rückkopplungsschleife an jedem MOSTEF-Stromgerät zu verwenden. Es ermöglicht eine stärkere Stromsteuerung im linearen Betrieb.

Schlussfolgerung:

Abschließend konzentriert sich dieser Artikel hauptsächlich auf die korrekte Implementierung von Transistoren parallel. Außerdem haben wir behandelt, wie Sie häufige Fehler vermeiden können, die bei BJTs und MOSTEFs auftreten. Beispielsweise sollten BJTs einen Widerstand in Reihe zur Stromaufteilung enthalten. In der Zwischenzeit verhindert das Hinzufügen einer Rückkopplungsschleife bei MOSTEFs, dass das Gerät beschädigt wird. Darüber hinaus können Sie Transistoren parallel mit einem Kühlkörper integrieren, ein effizienterer Ansatz im Vergleich zu BJTs. Wenn Sie Fragen zu parallelen Transistoren haben, können Sie sich gerne an uns wenden!