חיבור טרנזיסטורים במקביל הוא תהליך בו פינוטים זהים של שני טרנזיסטורים או יותר מחוברים יחדיו במעגל על מנת להכפיל את יכולת טיפול הכוח של ערכת הטרנזיסטור המקבילית המשולבת.

בפוסט זה נלמד כיצד לחבר בבטחה טרנזיסטורים מרובים במקביל, אלה יכולים להיות BJTs או mosfets, נדון בשניהם.

מדוע טרנזיסטור מקביל הופך להיות הכרחי

בעת יצירת מעגלים אלקטרוניים חשמליים, הגדרת התצורה של שלב תפוקת החשמל נכונה הופכת לקריטית מאוד. זה כולל יצירת שלב כוח שיכול להתמודד עם הספק גבוה בפחות מאמץ. זה בדרך כלל לא אפשרי באמצעות טרנזיסטורים בודדים, ומחייב רבים מהם להיות מחוברים במקביל.

שלבים אלה עשויים לכלול בעיקר מכשירי חשמל כמו כוח BJTs או MOSFETs . בדרך כלל, BJT יחידים מספיקים להשגת זרם יציאה בינוני, אולם כאשר נדרש זרם יציאה גבוה יותר, יש צורך להוסיף מספר נוסף של התקנים אלה יחד. לכן יש צורך לחבר התקני עבודות במקביל. אם כי באמצעות BJTs בודדים קל יחסית, חיבורם במקביל זקוק לתשומת לב מסוימת בגלל החסרון המשמעותי היחיד עם מאפייני הטרנזיסטור.

מהו 'בריחה תרמית' ב- BJTs

לפי המפרט שלהם, טרנזיסטורים (BJT) צריכים להיות מופעלים בתנאים קרירים יותר באופן סביר, כך שפיזור הכוח שלהם לא יעלה על הערך המקסימלי שצוין. ולכן אנו מתקינים עליהם גוף קירור בכדי לשמור על הקריטריון הנ'ל.

“מהו טריגר שמיט ”

יתר על כן, ל- BJT יש מאפיין מקדם טמפרטורה שלילי שמאלץ אותם להגדיל את קצב ההולכה שלהם באופן יחסי כמו שלהם. במקרה הטמפרטורה עולה .

ככל שטמפרטורת המקרה שלו נוטה לעלות, גם הזרם דרך הטרנזיסטור עולה, מה שמאלץ את המכשיר להתחמם עוד יותר.

התהליך נכנס לסוג של תגובת שרשרת המחממת את המכשיר במהירות עד שהמכשיר נהיה חם מכדי לקיים אותו ונפגע לצמיתות. מצב זה נקרא בורח תרמי, בטרנזיסטורים.

כאשר מחוברים שני טרנזיסטורים או יותר במקביל, בשל מאפייניהם האישיים מעט שונים (hFE), הטרנזיסטורים בקבוצה עשויים להתפזר בקצב שונה, חלקם מעט מהירים יותר ואחרים מעט יותר איטיים.

כתוצאה מכך, הטרנזיסטור שעשוי להעביר דרכו מעט יותר זרם עשוי להתחיל להתחמם מהר יותר מהמכשירים הסמוכים, ובקרוב אנו עשויים למצוא את ההתקן הנכנס למצב בורח תרמי פוגע בעצמו ובהמשך מעביר את התופעה גם למכשירים הנותרים , בתהליך.

ניתן להתמודד עם המצב ביעילות על ידי הוספת נגד בעל ערך קטן בסדרה כאשר הפולט של כל טרנזיסטור מחובר במקביל. ה הנגד מעכב ושולט בכמות הזרם עובר בטרנזיסטורים ולעולם לא מאפשר לו לעבור לרמות מסוכנות.

יש לחשב את הערך כראוי, לפי גודל הזרם העובר דרכם.

איך זה מחובר? ראה איור למטה.

כיצד לחשב את הנגד להגבלת זרם הפולט ב BJT מקבילים

זה למעשה פשוט מאוד וניתן לחשב אותו באמצעות חוק אוהם:

R = V / I,

כאשר V הוא מתח האספקה המשמש במעגל, ו'אני 'יכול להיות 70% מיכולת הטיפול הנוכחית המרבית של הטרנזיסטור.

לדוגמא נניח שאם השתמשת ב- 2N3055 עבור ה- BJT, מכיוון שכושר הטיפול המרבי של המכשיר הוא סביב 15 אמפר, 70% מכך יהיו בסביבות 10.5 A.

לכן, בהנחה ש- V = 12V, אז

R = 12 / 10.5 = 1.14 אוהם

חישוב נגד הנגד

“מנוע 3 שלב מנוע רך ”

ניתן לעשות זאת באמצעות הנוסחה הבאה

Rb = (12 - 0.7) hFE / זרם אספן (Ic)

נניח ש- hFE = 50, עומס זרם = 3 אמפר, ניתן לפתור את הנוסחה הנ'ל:

Rb = 11.3 x 50/3 = 188 אוהם

כיצד להימנע מנגדי פולטים ב- BJT מקבילים

למרות שהשימוש במנגדי מגביל זרם הפולט נראה טוב ונכון מבחינה טכנית, גישה פשוטה וחכמה יותר יכולה להיות הרכבה של ה- BJT על גבי גוף קירור משותף עם הרבה משחת גוף קירור המופעלת על משטחי המגע שלהם.

רעיון זה יאפשר לך להיפטר מהנגדים הפולטים הפצועים בתיל.

הרכבה מעל גוף קירור משותף תבטיח חלוקה מהירה ואחידה של החום וסילוק המצב הנמלט מבריחה תרמית.

יתרה מכך מכיוון שאספני הטרנזיסטורים אמורים להיות מקבילים ומחוברים זה לזה, השימוש במבודדי נציץ כבר אינו הופך חיוני והופך את הדברים לנוחים בהרבה מכיוון שגוף הטרנזיסטורים מתחבר במקביל דרך מתכת גוף הקירור עצמה.

“מה עושה מנוע צעד ”

זה כמו מצב win-win ... טרנזיסטורים המשלבים בקלות במקביל דרך מתכת גוף הקירור, ונפטרים מהנגדים הנפלטים המגושמים, כמו גם מבטלים את המצב הבורח התרמי.

חיבור טרנזיסטורים במקביל על ידי הרכבה על גוף קירור משותף

חיבור MOSFET במקביל

בחלק לעיל למדנו כיצד לחבר BJTs בבטחה במקביל, כשמדובר במוספטים התנאים הופכים לחלוטין להיפך, והרבה לטובת מכשירים אלה.

בניגוד ל- BJT, למוספטים אין את בעיות מקדם הטמפרטורה השליליות, ולכן הם חופשיים ממצבים בורחים תרמיים בגלל התחממות יתר.

נהפוך הוא, התקנים אלה מציגים מאפיינים מקדמי טמפרטורה חיוביים, כלומר ההתקנים מתחילים להתנהל בצורה פחות יעילה ומתחילים לחסום זרם ככל שהוא מתחיל להתחמם.

לָכֵן תוך חיבור בין מוספטים במקביל אנחנו לא צריכים לדאוג הרבה לשום דבר, ואתה פשוט יכול להמשיך לחבר אותם במקביל, מבלי תלוי בכל נגדים המגבילים את הזרם, כפי שמוצג להלן. עם זאת יש לקחת בחשבון שימוש בנגדי שער נפרדים לכל אחד מה mosfets .... אם כי זה לא קריטי מדי ..