Transistores paralelos en carga de corriente constante

Paralelizar directamente los transistores es una idea terrible: los voltajes de umbral de los MOSFET serán diferentes y un transistor consumirá mucha más corriente que el otro; además, solo está midiendo una corriente, por lo que la corriente total puede tener un gran error. Es peor que con los BJT.

Afortunadamente, los amplificadores operacionales son baratos y solo puede usar dos o más (uno por MOSFET), alimentados desde el mismo voltaje de control, cada uno alimentado desde una resistencia de fuente individual. Utilice un amplificador operacional de suministro único, no un LM741. De esa forma, cada corriente será precisamente la fracción deseada del total, y el total también será exacto. No es necesario combinar transistores o resistencias (pero las resistencias deben ser lo suficientemente precisas para la precisión de corriente deseada). Las corrientes de cada transistor simplemente se sumarán.

Usaría un amplificador operacional separado para cada interruptor, cada uno con su propia resistencia para que tenga múltiples bucles de control de corriente independientes en paralelo. La regla general es que está bien usar MOFSET en paralelo porque a medida que se calientan, su resistencia de encendido aumenta y, por lo tanto, generalmente comparten bien la corriente, pero esto es para usar como un interruptor de encendido/apagado. Cuando se usa de manera analógica como esta, me imagino que las diferencias entre los componentes podrían dar como resultado corrientes muy diferentes a través de cada transistor para un voltaje de puerta dado.

Puede usar transistores bipolares con un circuito similar siempre que la capacidad de corriente de salida del amplificador operacional sea suficiente para lo que requiera la ganancia del transistor. Debe tener cuidado al usar MOSFET para circuitos analógicos como este porque algunos (especialmente los tipos de trinchera) están diseñados para aplicaciones de encendido o apagado completo rápido y se fríen rápidamente cuando se dejan demasiado tiempo en el medio con una corriente significativa. Este MOSFET no es de ese tipo, pero verifique el gráfico "Área de operación segura con polarización directa nominal máxima" en la hoja de datos. Incluso con dos en paralelo, está peligrosamente cerca del borde del área de operación segura. No soy un experto en transistores, pero normalmente encuentro que los BJT son más robustos para los circuitos analógicos (he eliminado muchos más MOSFET que BJT).

Para proyectos como este, creo que uno de los mayores problemas en los que debe pensar es cómo va a descargar el calor. Creo que usar varios transistores es una gran idea además de grandes disipadores de calor, ventiladores, etc. La resistencia térmica de la unión a la temperatura ambiente para los paquetes T0-220 suele ser de alrededor de 60 grados centígrados por vatio sin ningún disipador de calor. ¡Así que 22 W aumentarían la temperatura de la unión del transistor 1320 grados C sobre la temperatura ambiente! ¡Eso definitivamente va a liberar todo el humo mágico! Por lo general, debe mantener la temperatura de la unión por debajo de los 150 ° C, dependiendo de la pieza.

Tiene razón al preocuparse por ese nivel de potencia en un MTP3055, pero no se acerca al límite del paquete. Por ejemplo, el Vishay IRL540 es un TO220 y tiene una potencia nominal de 150 vatios. Solo necesita asegurarse de tener un buen disipador de calor. Y por buen disipador de calor me refiero a un gran honker. No hay intermediarios con clip.

Suponiendo que todavía quiera preocuparse, su enfoque alternativo probablemente funcionará. Es cierto que uno de los MOSFET se ejecutará en bucle abierto, pero supongo que estará bien. Hacer coincidir los transistores sería una buena idea, pero dudo que sea necesario. Use resistencias al 1%. También es bueno aislar las puertas entre sí con una resistencia de aproximadamente 100 ohmios para cada puerta.

El mejor camino a seguir si insiste en usar MOSFET débiles es simplemente duplicar su circuito de carga, con cada carga configurada para extraer 1 amperio. Póngalos en paralelo y listo. Los amplificadores operacionales son baratos, aunque recomiendo encarecidamente actualizar desde 741. Como mínimo, utilice amplificadores operacionales de suministro único y ahórrese la molestia de proporcionar suministros duales, y con los 741 realmente necesita suministros duales.

La hoja de datos de los transistores de potencia establece que el voltaje de umbral varía @Troom de 2V a 4V.

Si planea hundir 2A (1A por transistor) y usa resistencias de detección de 2 ohmios, el voltaje a través de estos sería de 2V. En el peor de los casos, esto significa que un transistor conducirá más que el otro.

Puedes hacer varias cosas:

• si planea usar esto solo en sistemas de 24 V, aumente el voltaje de control / introduzca un divisor en la línea de detección. Esto significa que tendrá un voltaje más alto en la resistencia de detección, una mayor disipación de potencia en la resistencia de detección y una mejor distribución de corriente entre los dos transistores.
• utilizar transistores bipolares. El desajuste en Vbe es pequeño en comparación con el voltaje a través de las resistencias de detección. Esto resolverá la raíz de su problema, pero introducirá una disipación de energía adicional en el OPA, algo que debe tener en cuenta (es posible que deba amortiguar el OPA con un transistor adicional).

Dicho esto, cuando compra semiconductores, generalmente son del mismo lote de producción y la coincidencia de los diversos parámetros suele ser mucho mejor que la que se muestra en la hoja de datos. Entonces, en esencia, simplemente puede comprar los transistores, medirlos para ver qué tan bien coinciden, calcular la proporción de la distribución actual y, si está satisfecho, simplemente usarlos.

Esta es la ruta que yo seguiría.

Creo que deberías poner en paralelo dos resistencias de 4 ohmios cada una si la resistencia es tu preocupación. Dado que un MOSFET puede manejar hasta 22 W desde mi pequeño extremo, creo que debe usar solo un MOSFET y comparar las resistencias y luego agregar un disipador de calor si es posible (si es lo suficientemente creativo como para hacerlo).