Über Parallel geschaltete Transistoren Wenn eine Schaltung viel Strom verbraucht, braucht sie einen Transistor, um den Strom zu regulieren. Ein einzelner Transistor kann diese Aufgabe jedoch nicht ausreichend erfüllen, so dass Sie Transistoren parallel schalten müssen. Dies verbessert die gemeinsame Stromverarbeitungskapazität und bietet viele wichtige Vorteile für Ihre elektronische Schaltung. So wird beispielsweise verhindert, dass ein Transistor beschädigt wird, je nachdem, wie Sie ihn einsetzen.
Zu verstehen, wie das funktioniert, kann ziemlich komplex erscheinen. Fangen wir also an! Wir von WELLPCB möchten Sie in die richtige Richtung führen. Nach der Lektüre dieses Artikels werden Sie mehr über parallele Transistoren und die damit erzielten Ergebnisse erfahren.
1. Was sind parallele Transistoren？?
In einer Schaltung bilden zwei Transistoren mit übereinstimmenden Pinbelegungen eine Verbindung, die als Paralleltransistoren bezeichnet wird. Dadurch wird die Strombelastbarkeit der Transistoren erhöht. Nach der Implementierung müssen Sie sich keine Sorgen mehr machen, dass die Transistoren zu viel Strom aufnehmen.
2. Warum Transistoren parallel schalten?
(Eine Schaltung benötigt parallele Transistoren, wenn sie eine große Menge an Strom verbraucht.)
Wenn Sie eine Schaltung bauen, die einen hohen Ausgangsstrom aufnimmt, müssen Sie Transistoren parallel schalten. Das liegt daran, dass ein einzelner Transistor diese Stromstärke nicht bewältigen kann, was zu dauerhaften Schäden führen kann.
Mit dieser Methode lässt sich die Stromlast ausgleichen. Er entsteht durch die Verteilung der Leistung von einem Transistor, der unbeschädigt bleibt, auf den nächsten. Diese beiden Transistortypen können parallel geschaltet werden: BJTs oder MOSFETs.
3. Parallelschaltung von Transistoren mit dem richtigen Ansatz
(MOSFETs in Parallelschaltung bieten eine hohe Leitfähigkeit, die den Strom effektiv verteilt.)
In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie sowohl BJTs als auch MOSFETs parallel schalten können. Wenn Sie bipolare Transistoren parallel schalten, müssen Sie die Ballastwiderstände in Reihe schalten, ein üblicher Ansatz für Audioverstärker. Im Allgemeinen geht es dabei um einen hohen Stromverbrauch und die Zusammenschaltung von Basis und Emitter. Außerdem lassen sich so Probleme mit Stromungleichgewichten lösen. Die ersten beiden Schritte unten zeigen, wie Sie die Ohm-Werte der beiden Widerstände berechnen können, damit Sie sie in Reihe schalten können.
Schritt eins:
(Verwenden Sie das Ohm’sche Gesetz, um den Widerstandswert zu berechnen.)
Zunächst müssen Sie Berechnungen für die Widerstände durchführen. Verwenden Sie die Formel R = V/I für den strombegrenzenden Widerstand. V steht dabei für die Spannung des Stromkreises. Der Wert „I“ steht für 70 % des Stroms, den der Transistor speichert. Ein 2N3055 BJT kann beispielsweise etwa 15A speichern. 70 % dieses Wertes entsprechen also 10,5 A. Bei einer 12-V-Versorgung sieht die Berechnung wie folgt aus: R = 12/10.5 = 1.14. Daher sollte der Ohm-Wert den Wert von 1,14 widerspiegeln.
Zweiter Schritt:
(Der Basiswiderstand dient dazu, die Stromlast eines Transistors auszugleichen).
Als nächstes müssen Sie den Ohm-Wert des Basiswiderstandes berechnen. Verwende diese Formel: Rb = (12 – 0,7)hFE / Laststrom. Der hFE-Wert ist gleich 50, während der Laststrom 3A beträgt. Schließlich können Sie die Berechnung durchführen mit: Rb = 11,3 x 50 / 3. Das Ergebnis ist gleich 188 Ohm.
Dritter Schritt:
(Sie können die BJTs über dem Kühlkörper platzieren, um die Stromaufnahme zu erleichtern).
Wenn Sie jedoch keine Widerstände einbauen möchten, können Sie stattdessen einen Kühlkörper installieren. Bei dieser Technik bringen Sie einfach einen Standardkühlkörper unter den BJTs an und geben reichlich Wärmeleitpaste auf jede Oberfläche. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeverteilung und bietet gleichzeitig eine Lösung gegen thermisches Durchgehen. Außerdem lassen sich die Transistoren über die Metallstruktur des Kühlkörpers leicht parallel schalten.
Vierter Schritt:
(Ein MOSFET mit einem Gate-Widerstand bietet eine sichere und effiziente Lösung, die ein thermisches Durchgehen verhindert.)
Auch MOSTEFs können parallel geschaltet werden. Dabei sollten Sie bei jedem Bauelement einen Gate-Widerstand einbauen. Es gibt jedoch einige Vorteile, die sie extrem sicher und effizient machen. Wenn sie sich beispielsweise erwärmen, werden sie weniger leitfähig und verhindern allmählich den Stromfluss. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie keine thermischen Ausreißer aufweisen. Sie sind direkt über Drain zu Drain, Gate zu Gate und Source zu Source verbunden.
4. Lösungen für Fehler bei Transistoren in Parallelschaltung
Fehler 1：Thermal Runaway
Vermeiden Sie die Methode：Thermal Runaway tritt auf, wenn ein parallel geschalteter Transistor die anderen Transistoren nicht anpasst. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass ein Transistor mehr Strom aufnimmt als die anderen. Dadurch sammelt er mehr Wärme an, die sich aufbaut, bis er schließlich einen dauerhaften Schaden erleidet.
Um dies zu verhindern, müssen Sie mit jedem Emitter einen Widerstand mit niedrigem Wert in Reihe schalten. Wenn die Last z. B. 50 Ohm beträgt, ist ein 1-Ohm-Widerstand gut geeignet. Er bietet eine negative Rückkopplung, die den Strom aufgrund der Spannungserhöhung am Emitterwiderstand mäßig hält.
Fehler 2：MOSFET-Linearbetrieb
Vermeiden Sie die Methode： MOSFETs funktionieren normalerweise gut als Schalter, wenn sie parallel geschaltet sind. Im linearen Betrieb verteilen sie den Strom jedoch nicht. Das liegt daran, dass die Leitfähigkeit durch die Wärmeentwicklung schneller ansteigt. Dann steigt der Leitwert mit der Frequenz. Dies führt zur Bildung eines Hotspots, der den MOSFET beschädigen kann. Im Vergleich zu BJTs, die parallel geschaltet sind, stellt dies ein größeres Problem dar.
Außerdem erhöht sich die Transkonduktanz, wenn die Temperatur des Bauteils ansteigt. Parallel geschaltete MOSFETs verteilen den Strom erst, wenn er 15 A erreicht. Sie erreichen diesen Wert in der Regel nicht, wenn sie unter linearer Spannung arbeiten.
Die beste Lösung für dieses Problem ist die Verwendung einer Rückkopplungsschleife für jeden MOSTEF-Strombaustein. Sie ermöglicht eine bessere Stromsteuerung im linearen Betrieb.
Schlussfolgerung:
Abschließend sei gesagt, dass sich dieser Artikel hauptsächlich auf die korrekte Implementierung von Transistoren im Parallelbetrieb konzentriert. Außerdem haben wir uns damit befasst, wie Sie häufige Fehler vermeiden können, die bei BJTs und MOSTEFs auftreten. BJTs sollten zum Beispiel einen Widerstand in Serie haben, um den Strom zu teilen. Das Hinzufügen einer Rückkopplungsschleife bei MOSTEFs verhindert, dass der Baustein beschädigt wird. Außerdem können Sie Transistoren parallel zu einem Kühlkörper schalten, was im Vergleich zu BJTs effizienter ist. Wenn Sie Fragen zu parallel geschalteten Transistoren haben, können Sie sich gerne an uns wenden!
