การเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์สองตัวหรือมากกว่าแบบขนาน

การเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์แบบขนานเป็นกระบวนการที่พินเอาต์ที่เหมือนกันของทรานซิสเตอร์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปเชื่อมต่อกันในวงจรเพื่อเพิ่มความสามารถในการจัดการพลังงานของชุดทรานซิสเตอร์แบบขนานรวมกัน

ในโพสต์นี้เราจะเรียนรู้วิธีการเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์หลายตัวแบบขนานอย่างปลอดภัยซึ่งอาจเป็น BJT หรือมอสเฟ็ทก็ได้เราจะพูดถึงทั้งสองอย่าง

ทำไมทรานซิสเตอร์แบบขนานจึงมีความจำเป็น

ในขณะที่สร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังการกำหนดค่าขั้นตอนการส่งออกพลังงานอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญมาก สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างเวทีพลังที่สามารถจัดการกับพลังที่สูงได้โดยใช้ความพยายามน้อยที่สุด โดยปกติจะไม่สามารถใช้ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวได้และต้องเชื่อมต่อหลายตัวแบบขนาน

ขั้นตอนเหล่านี้ส่วนใหญ่อาจประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่น เพาเวอร์ BJTs หรือ MOSFETs . โดยปกติ BJT เดี่ยวจะเพียงพอสำหรับการรับกระแสเอาต์พุตปานกลางอย่างไรก็ตามเมื่อต้องการกระแสเอาต์พุตที่สูงขึ้นจำเป็นต้องเพิ่มจำนวนอุปกรณ์เหล่านี้เข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์เหล่านี้แบบขนาน แม้ว่า ใช้ BJT เดี่ยว ค่อนข้างง่ายกว่าการเชื่อมต่อแบบขนานจำเป็นต้องได้รับการเอาใจใส่เนื่องจากข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่งเกี่ยวกับลักษณะของทรานซิสเตอร์

'Thermal Runaway' ใน BJT คืออะไร

ตามข้อกำหนดของพวกเขาทรานซิสเตอร์ (BJT) ต้องทำงานภายใต้สภาวะที่เย็นกว่าพอสมควรเพื่อให้การกระจายพลังงานไม่เกินค่าสูงสุดที่ระบุ และนั่นคือเหตุผลที่เราติดตั้งฮีทซิงค์เพื่อรักษาเกณฑ์ข้างต้น

ยิ่งไปกว่านั้น BJT ยังมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบซึ่งบังคับให้เพิ่มอัตราการนำไฟฟ้าตามสัดส่วน อุณหภูมิเคสเพิ่มขึ้น .

เนื่องจากอุณหภูมิของเคสมีแนวโน้มสูงขึ้นกระแสไฟฟ้าผ่านทรานซิสเตอร์ก็เพิ่มขึ้นด้วยซึ่งจะบังคับให้อุปกรณ์ร้อนขึ้นอีก

กระบวนการนี้จะเข้าสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ชนิดหนึ่งที่ทำให้อุปกรณ์ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วจนกระทั่งอุปกรณ์ร้อนเกินกว่าจะรักษาและได้รับความเสียหายอย่างถาวร สถานการณ์นี้เรียกว่าการระบายความร้อนในทรานซิสเตอร์

เมื่อมีการเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์สองตัวขึ้นไปแบบขนานเนื่องจากลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคล (hFE) ที่แตกต่างกันเล็กน้อยทรานซิสเตอร์ในกลุ่มอาจกระจายไปในอัตราที่แตกต่างกันบางตัวเร็วกว่าเล็กน้อยและบางตัวช้ากว่าเล็กน้อย

ดังนั้นทรานซิสเตอร์ซึ่งอาจนำกระแสไฟฟ้าผ่านมากกว่าเล็กน้อยอาจเริ่มร้อนขึ้นเร็วกว่าอุปกรณ์ใกล้เคียงและในไม่ช้าเราอาจพบว่าอุปกรณ์เข้าสู่สถานการณ์การระบายความร้อนที่ทำลายตัวเองและส่งต่อปรากฏการณ์ไปยังอุปกรณ์ที่เหลือด้วยเช่นกัน , ในกระบวนการ.

สถานการณ์สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการเพิ่มตัวต้านทานค่าขนาดเล็กเป็นอนุกรมกับตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์แต่ละตัวที่เชื่อมต่อแบบขนาน ตัวต้านทานยับยั้งและควบคุมปริมาณกระแส ผ่านทรานซิสเตอร์และไม่อนุญาตให้ไปที่ระดับอันตราย

ควรคำนวณค่าอย่างเหมาะสมตามขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน

มันเชื่อมต่อกันอย่างไร? ดูรูปด้านล่าง

วิธีการคำนวณตัวต้านทานการ จำกัด กระแสตัวส่งใน BJT แบบขนาน

จริงๆแล้วมันง่ายมากและสามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของโอห์ม:

R = V / ฉัน

โดยที่ V คือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในวงจรและ 'I' อาจเป็น 70% ของความสามารถในการจัดการกระแสสูงสุดของทรานซิสเตอร์

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณใช้ 2N3055 สำหรับ BJT เนื่องจากความสามารถในการจัดการกระแสสูงสุดของอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 15 แอมป์ 70% ของสิ่งนี้จะอยู่ที่ประมาณ 10.5 A

ดังนั้นสมมติว่า V = 12V แล้ว

R = 12 / 10.5 = 1.14 โอห์ม

การคำนวณตัวต้านทานฐาน

ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้

Rb = (12 - 0.7) hFE / กระแสสะสม (Ic)

สมมติว่า hFE = 50 โหลดกระแส = 3 แอมป์สูตรข้างต้นสามารถแก้ไขได้ดังต่อไปนี้:

Rb = 11.3 x 50/3 = 188 โอห์ม

วิธีหลีกเลี่ยงตัวต้านทานอิมิตเตอร์ใน BJT แบบขนาน

แม้ว่าการใช้ตัวต้านทานลิมิตเตอร์กระแสอิมิตเตอร์จะดูดีและถูกต้องในทางเทคนิค แต่วิธีที่ง่ายและชาญฉลาดกว่านั้นคือการติดตั้ง BJT บนฮีทซิงค์ทั่วไปที่มีการวางฮีทซิงค์จำนวนมากกับพื้นผิวสัมผัส

แนวคิดนี้จะช่วยให้คุณสามารถกำจัดตัวต้านทานตัวปล่อยลวดที่พันกันยุ่งได้

การติดตั้งบนฮีทซิงค์ทั่วไปจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีการแบ่งปันความร้อนอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอและช่วยขจัดสถานการณ์การระบายความร้อนที่น่ากลัว

ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ควรจะขนานกันและเชื่อมต่อกันการใช้ไมกาไอโซเลเตอร์จึงไม่จำเป็นอีกต่อไปและทำให้สิ่งต่างๆสะดวกสบายมากขึ้นเนื่องจากตัวของทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อแบบขนานผ่านโลหะฮีทซิงค์

มันเหมือนกับสถานการณ์ที่ชนะ ... ทรานซิสเตอร์รวมแบบขนานได้อย่างง่ายดายผ่านโลหะฮีทซิงค์การกำจัดตัวต้านทานตัวปล่อยขนาดใหญ่รวมถึงการกำจัดสถานการณ์หนีความร้อน

การเชื่อมต่อ MOSFET แบบขนาน

ในส่วนข้างต้นเราได้เรียนรู้วิธีการเชื่อมต่อ BJT แบบขนานอย่างปลอดภัยเมื่อพูดถึงเรื่อง mosfets เงื่อนไขจะตรงกันข้ามโดยสิ้นเชิงและเป็นที่ชื่นชอบของอุปกรณ์เหล่านี้มาก

ซึ่งแตกต่างจาก BJTs, mosfets ไม่มีปัญหาเรื่องค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบดังนั้นจึงปราศจากสถานการณ์หนีความร้อนเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป

ในทางตรงกันข้ามอุปกรณ์เหล่านี้มีลักษณะสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวกซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์เริ่มทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพน้อยลงและเริ่มปิดกั้นกระแสไฟฟ้าเมื่อเริ่มอุ่นขึ้น

ดังนั้น ขณะเชื่อมต่อ mosfets ในแบบคู่ขนานเราไม่ต้องกังวลกับสิ่งใดมากนักและคุณสามารถต่อเชื่อมต่อแบบขนานโดยไม่ต้องขึ้นอยู่กับตัวต้านทาน จำกัด กระแสใด ๆ ดังที่แสดงด้านล่าง อย่างไรก็ตามการใช้ตัวต้านทานเกตแยกสำหรับมอสเฟ็ทแต่ละตัวควรพิจารณา .... แม้ว่าจะไม่สำคัญเกินไป ..