Conectando dois ou mais transistores em paralelo

Conectar transistores em paralelo é um processo no qual as pinagens idênticas de dois ou mais transistores são conectadas em um circuito para multiplicar a capacidade de potência do conjunto combinado de transistores paralelos.

Neste post aprenderemos como conectar com segurança vários transistores em paralelo, que podem ser BJTs ou mosfets, discutiremos ambos.

Por que o transistor paralelo se torna necessário

Ao fazer circuitos eletrônicos de potência, configurar o estágio de saída de potência corretamente se torna muito crucial. Isso envolve a criação de um estágio de potência que pode lidar com alta potência com mínimo esforço. Isso geralmente não é possível usando transistores únicos e requer que muitos deles sejam conectados em paralelo.

Esses estágios podem consistir principalmente em dispositivos de energia como o alimentar BJTs ou MOSFETs . Normalmente, BJTs únicos tornam-se suficientes para obter uma corrente de saída moderada, no entanto, quando uma corrente de saída mais alta é necessária, torna-se necessário adicionar um número maior desses dispositivos. Portanto, torna-se necessário conectar esses dispositivos em paralelo. Apesar usando BJTs únicos é relativamente mais fácil, conectá-los em paralelo requer alguma atenção devido a uma desvantagem significativa com as características do transistor.

O que é 'fuga térmica' em BJTs

De acordo com suas especificações, os transistores (BJTs) precisam ser operados em condições razoavelmente mais frias, de modo que sua dissipação de energia não exceda o valor máximo especificado. E é por isso que instalamos dissipadores de calor neles para manter o critério acima.

Além disso, os BJTs têm uma característica de coeficiente de temperatura negativa que os força a aumentar sua taxa de condução proporcionalmente à sua aumenta a temperatura da caixa .

Como a temperatura do case tende a aumentar, a corrente através do transistor também aumenta, o que força o dispositivo a esquentar ainda mais.

O processo entra em uma espécie de reação em cadeia aquecendo o dispositivo rapidamente até que ele fique quente demais para ser sustentado e fique permanentemente danificado. Essa situação é chamada de fuga térmica, nos transistores.

Quando dois ou mais transistores são conectados em paralelo, devido às suas características individuais ligeiramente diferentes (hFE), os transistores do grupo podem se dissipar em taxas diferentes, alguns um pouco mais rápidos e outros um pouco mais lentos.

Consequentemente, o transistor que pode estar conduzindo um pouco mais de corrente através dele pode começar a aquecer mais rápido do que os dispositivos vizinhos, e logo podemos encontrar o dispositivo entrando em uma situação de fuga térmica, danificando-se e subsequentemente transferindo o fenômeno para os dispositivos restantes também , no processo.

A situação pode ser resolvida com eficácia adicionando um resistor de pequeno valor em série com o emissor de cada transistor conectado em paralelo. O resistor inibe e controla a quantidade de corrente passando pelos transistores e nunca permite que vá a níveis perigosos.

O valor deve ser calculado adequadamente, de acordo com a magnitude da corrente que passa por eles.

Como está conectado? Veja a figura abaixo.

Como calcular o resistor de limitação de corrente do emissor em BJTs paralelos

Na verdade, é muito simples e pode ser calculado usando a Lei de Ohm:

R = V / I,

Onde V é a tensão de alimentação usada no circuito, e 'I' pode ser 70% da capacidade máxima de manipulação de corrente do transistor.

Por exemplo, digamos que se você usou 2N3055 para o BJT, uma vez que a capacidade máxima de manipulação de corrente do dispositivo é em torno de 15 amperes, 70% disso seria em torno de 10,5 A.

Portanto, assumindo V = 12V, então

R = 12 / 10,5 = 1,14 Ohms

Calculando o Resistor de Base

Isso pode ser feito usando a seguinte fórmula

Rb = (12 - 0,7) hFE / Corrente do coletor (Ic)

Vamos supor que hFE = 50, corrente de carga = 3 amperes, a fórmula acima pode ser resolvida como em:

Rb = 11,3 x 50/3 = 188 Ohms

Como evitar resistores de emissor em BJTs paralelos

Embora o uso de resistores limitadores de corrente de emissor pareça bom e tecnicamente correto, uma abordagem mais simples e inteligente poderia ser montar os BJTs sobre um dissipador de calor comum com muita pasta de dissipador de calor aplicada em suas superfícies de contato.

Essa ideia permitirá que você se livre dos resistores de emissor enrolados em fios.

A montagem sobre um dissipador de calor comum garantirá o compartilhamento rápido e uniforme do calor e eliminará a temida situação de fuga térmica.

Além disso, uma vez que os coletores dos transistores devem estar em paralelo e ligados uns aos outros, o uso de isoladores de mica não se torna mais essencial e torna as coisas muito convenientes, pois o corpo dos transistores é conectado em paralelo através do próprio metal do dissipador de calor.

É como uma situação ganha-ganha ... os transistores se combinam facilmente em paralelo através do metal do dissipador de calor, eliminando os resistores do emissor volumosos, além de eliminar a situação de fuga térmica.

Conectando MOSFETs em paralelo

Na seção acima, aprendemos como conectar BJTs em paralelo com segurança. Quando se trata de mosfets, as condições tornam-se totalmente opostas e muito favoráveis ​​a esses dispositivos.

Ao contrário dos BJTs, os mosfets não têm problemas de coeficiente de temperatura negativo e, portanto, estão livres das situações de fuga térmica devido ao superaquecimento.

Ao contrário, esses dispositivos exibem características de coeficiente de temperatura positivo, o que significa que os dispositivos começam a conduzir de forma menos eficiente e começam a bloquear a corrente conforme ela começa a esquentar.

Portanto ao conectar mosfets paralelamente, não precisamos nos preocupar muito com nada, e você pode simplesmente seguir em frente conectando-os em paralelo, sem depender de nenhum resistor limitador de corrente, conforme mostrado abaixo. No entanto, o uso de resistores de porta separados para cada um dos mosfets deve ser considerado ... embora isso não seja muito crítico.