Tranzystory równolegle

Chcę używać kilku tranzystorów równolegle do sterowania prądem przez obciążenie. Ma to na celu rozdzielenie prądu przez obciążenie na tranzystory, tak aby poszczególne tranzystory o znamionowym prądzie kolektora mniejszym niż prąd przechodzący przez obciążenie mogły być łączone w celu kontrolowania obciążenia.

Dwa pytania:

1. Czy układ taki jak na poniższym schemacie działałby dobrze? (Wartości rezystorów są jedynie w przybliżeniu przybliżone).

2. Jak obliczać wartości rezystorów? Myślałem o użyciu zakresu wartości hfe dla tranzystora w następujący sposób: oblicz dwa prądy kolektora: dla minimalnej wartości VR, minimalny i maksymalny prąd kolektora dla minimalnych i maksymalnych wartości hfe.

Dzięki

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Edycja: Właściwie usunęłbym limit R i miałbym VR rozciągać się po szynach, z wycieraczką podłączoną do R1-R3

W rzeczywistości jest to bardzo powszechna technika, zarówno w przypadku BJT (tradycyjnych tranzystorów, jak narysowane powyżej), jak i tranzystorów MOSFET. Dzięki BJT nie musisz przejmować się oddzielnymi przyciętymi rezystorami podstawowymi, wszystko, co musisz zrobić, to dodać rezystory dzielące prąd lub czasami nazywane rezystorami balastowymi . Spójrz na tę stronę, na przykład pierwszą, którą znalazłem w Google, która wyjaśniła ten projekt:

http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_4/16.html

Jeśli używasz tranzystorów MOSFET, wcale nie potrzebujesz obecnych rezystorów współdzielących, można je po prostu połączyć równolegle „z pudełka”. MOSFET-y mają wbudowane ujemne sprzężenie zwrotne: jeśli jeden MOSFET otrzymuje większy udział prądu, robi się cieplej, co z kolei zwiększa jego rezystancję i zmniejsza ilość przepływającego prądu. Właśnie dlatego tranzystory MOSFET są zwykle preferowane w aplikacjach, w których wymaganych jest wiele równoległych tranzystorów. BJT są jednak łatwiejsze do wbudowania w źródła prądu, ponieważ mają dość stały wzrost prądu.

W przypadku aplikacji, w których potrzebujesz równoległych tranzystorów i sterować prądem w sposób liniowy (nie włączając i wyłączając tranzystorów w pełni), BJT są najlepszym wyborem. Jak mówi Olin Lathrop, obwód będzie musiał mieć rezystory połączone szeregowo z emiterami BJT, aby pomóc zrównoważyć prąd.

Oto przykładowy obwód pokazujący położenie rezystora emitera.

$\gamma$

$\frac{(\beta +1) (\text{Vc}-\text{Vbeo} (1-\gamma \text{$\Delta $T1}))}{\text{Rb1}+\text{Re1} (\beta +1)}$

$\beta$

$\beta$$\text{$\Delta $T1}$

Tak więc, przy Re1 wynoszącym 1 Ohm, występuje około 10% zmiana przy wzroście temperatury o 100 stopni. Rezystory emitera w tym przykładzie miałyby do około 1,5 W. Można zastosować niższe wartości, ale wtedy wariacja byłaby większa. Działanie Q1 i Q2 byłoby w większości niezależne, z wyjątkiem Vc i napięcia na Rload.

Aby naprawdę kontrolować prąd, potrzebna byłaby pętla sprzężenia zwrotnego do regulacji Vc. I, aby naprawdę spowodować dopasowanie prądu w każdym tranzystorze, wymagałaby pętli sprzężenia zwrotnego dla każdego tranzystora.

Nie próbuj tego z MOSFETAMI. Przynajmniej nie oczekuj, że tranzystory MOSFET będą magicznie dzielić prąd.

$V_{\text{th}}$$V_{\text{th}}$

$V_{\text{th}}$$T_j$$g_f$

$V_{\text{th}}$$V_{\text{gs}}$$V_{\text{th}}$$V_{\text{th}}$

$V_{\text{th}}$$V_{\text{th}}$

$V_{\text{gs}}$

Równoległe liniowo sterowane tranzystory MOSFET do dzielenia prądu oznaczają pętlę sprzężenia zwrotnego dla każdego urządzenia.

Twój obwód, jak pokazano, nie jest dobrym pomysłem, ponieważ wszystkie tranzystory nie będą równe. Mogą występować znaczne różnice w zyskach między częściami, a spadki BE również nie będą dokładnie pasować. Co gorsza, tranzystor, który ostatecznie pobiera najwięcej prądu, będzie najgorętszy, co powoduje spadek jego BE, co powoduje, że pobiera więcej prądu ...

Najprostszym sposobem obejścia tego problemu za pomocą tranzystorów bipolarnych jest umieszczenie małego osobnego rezystora szeregowo z każdym emiterem. Masz obciążenie 50 Ω, więc rezystory emitera 1 Ω powinny być w porządku. Teraz wiążesz wszystkie bazy razem w kierunku.

Gdy tranzystor przewodzi więcej prądu niż inne, napięcie na jego rezystorze emitera wzrośnie. Zmniejsza to jego napięcie BE w stosunku do pozostałych, co daje mu mniejszy prąd bazowy, co powoduje, że przenosi on mniejszy ogólny prąd wyjściowy. Rezystory emitera powodują w zasadzie pewne ujemne sprzężenie zwrotne, które powoduje, że wszystkie tranzystory są w przybliżeniu zrównoważone.