MOSFET paralel

18

Ketika saya pergi ke sekolah kami memiliki beberapa desain sirkuit dasar dan hal-hal seperti itu. Saya belajar bahwa ini adalah ide yang buruk:

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Karena arus hampir pasti tidak mengalir sama rata pada ketiga sekering ini. Tetapi saya telah melihat beberapa rangkaian yang menggunakan transistor paralel dan MOSFET, seperti ini:

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Bagaimana arus mengalir melalui ini? Apakah dijamin mengalir merata? Jika saya memiliki tiga MOSFET yang masing-masing dapat menangani arus 1 A, apakah saya dapat menggambar arus 3 A tanpa menggoreng salah satu MOSFET?

— BufferOverflow
sumber

Di sirkuit yang Anda lihat, apakah transistor pada die yang sama? Pencocokan akan lebih baik dalam hal itu (masih belum sempurna).

— Justin

1

Anda pada dasarnya memiliki 3 NMOS secara paralel. Dengan asumsi mereka semua 100% sama dan pada suhu yang sama, maka ya arus akan membelah sehingga masing-masing mengambil 1/3 dari total. Tetapi dioperasikan seperti ini, NMOS tidak akan berfungsi sebagai saklar tetapi sebagai pengikut sumber dan akan turun sekitar 2 hingga 3 V.

— Bimpelrekkie

2

FYI - Menghubungkan sekering secara paralel berbahaya. Pengkabelan harus dilindungi dengan satu sumbu.

— vofa

2

Saya sadar Anda menanyakan ini mengenai distribusi saat ini di antara mereka, tetapi jika Anda pernah membatalkan MOSFET seperti ini, Anda harus menggunakan masing-masing gerbang resistor atau Anda akan mengalami osilasi yang merusak.

— Menang

@ winny: Seperti yang saya komentari dalam jawaban Jack B, ini hanyalah contoh yang sangat sederhana untuk menggambarkan apa yang saya tanyakan. Ini bukan sirkuit kehidupan nyata.

— BufferOverflow

28

MOSFET agak tidak biasa, karena jika Anda menghubungkan beberapa dari mereka secara paralel, mereka berbagi beban dengan cukup baik. Pada dasarnya, ketika Anda menghidupkan transistor, masing-masing transistor akan memiliki daya tahan yang sedikit berbeda dan arus yang sedikit berbeda. Yang membawa lebih banyak arus akan memanas lebih banyak, dan meningkatkan daya tahannya. Itu kemudian mendistribusikan sedikit arus. Asalkan pergantian cukup lambat untuk pemanasan itu terjadi, itu memberikan efek penyeimbangan beban alami.

Sekarang, keseimbangan beban alami tidak sempurna. Anda masih akan berakhir dengan ketidakseimbangan. Berapa banyak akan tergantung pada seberapa cocok transistor. Beberapa transistor pada satu mati akan lebih baik daripada transistor yang terpisah, dan transistor pada usia yang sama, dari batch yang sama, atau yang telah diuji dan dicocokkan dengan yang serupa akan membantu. Tetapi sebagai angka yang sangat kasar, saya berharap Anda dapat beralih sekitar 2,5A dengan tiga 1A MOSFET. Dalam rangkaian nyata, akan lebih bijaksana untuk melihat lembar data pabrikan dan catatan aplikasi untuk melihat apa yang mereka rekomendasikan.

Juga, rangkaian itu tidak cukup seperti yang Anda inginkan. Anda akan lebih baik menggunakan MOSFET tipe-N untuk switching sisi rendah. Atau, jika Anda ingin tetap menggunakan switching sisi tinggi, dapatkan beberapa MOSFET tipe-P. Anda juga akan memerlukan resistor yang ditempatkan dengan tepat untuk memastikan gerbang tidak mengambang ketika sakelar terbuka.

— Jack B
sumber

1

Mungkin perlu menambahkan bahwa rangkaian akan memerlukan resistor pelepasan gerbang. Ke mana perginya tergantung pada apakah Anda menggunakan N atau P MOSFET saluran.

— Steve G

Poin bagus. Diedit.

— Jack B

Ini hanyalah contoh rangkaian sederhana untuk menggambarkan apa yang saya tanyakan. Ini tidak akan digunakan dalam kehidupan nyata.

— BufferOverflow

Saya agak bingung membaca jawaban Anda, karena mencampur istilah "MOSFET" dengan "transistor". Bagi saya, MOSFET (NMOS dan PMOS) berbeda dengan transistor (npn dan pnp).

— K.Mulier

2

MOSFET adalah singkatan dari Metal Oxide Field Effect Transistor. Istilah untuk transistor npn dan pnp adalah Bipolar Junction Transistor (BJT). Saya pikir penggunaan umum dari kata "transistor" termasuk MOSFET, BJTs, JFETs serta hal-hal yang lebih esoteris seperti transistor tunneling, transistor nanowire dan transistor elektron tunggal yang jarang muncul di elektronik konsumen.

— Jack B

10

Perhatikan bahwa MOSFET bergantung pada distribusi arus yang sama bahkan pada skala perangkat tunggal. Tidak seperti model teoritis di mana saluran direpresentasikan sebagai garis antara sumber dan tiriskan, perangkat nyata cenderung mendistribusikan wilayah saluran di atas die untuk meningkatkan arus maksimum:

^{(wilayah saluran didistribusikan di bawah pola heksagonal. gambar diambil dari sini )}

Bagian-bagian saluran dapat dianggap sebagai MOSFET terpisah yang terhubung secara paralel. Distribusi saat ini di bagian-bagian saluran dekat dengan seragam berkat efek penyeimbangan muatan alami @Jack B yang dijelaskan.

— Dmitry Grigoryev
sumber

Perhatikan bahwa gambar ini sebenarnya dari transistor daya bipolar, bukan MOSFET. Bandingkan dengan foto yang lebih dekat ke bagian atas halaman , yang merupakan HEXFET. Perbedaan strukturalnya halus, tetapi perhatikan bahwa kawat pengikat gerbang terhubung ke garis tipis metalisasi di sekeliling perimeter cetakan.

— Dave Tweed

1

@ DaveTweed Sepertinya saya entah bagaimana menghubungkan kata gratis dengan CMOS, dan CMOS dengan MOSFET. Semoga gambar baru lebih pada topik.

— Dmitry Grigoryev

7

Penyearah Internasional - Catatan Aplikasi AN-941 - Paralel Power MOSFETs

"In-ringkasan" mereka (penekanan ditambahkan):

Gunakan resistor gerbang individu untuk menghilangkan risiko osilasi parasit.

Pastikan perangkat yang disejajarkan memiliki kopling termal yang ketat .

Menyamakan induktansi sumber umum dan menguranginya ke nilai yang tidak sangat mempengaruhi total kerugian switching pada frekuensi operasi.

Mengurangi induktansi menyimpang ke nilai-nilai yang memberikan overshoot yang dapat diterima pada arus operasi maksimum.

Pastikan gerbang MOSFET mencari sumber yang kaku (voltase) dengan impedansi sesedikit mungkin.

Dioda zener di sirkuit drive gerbang dapat menyebabkan osilasi. Ketika dibutuhkan, mereka harus ditempatkan pada sisi driver resistor decoupling gerbang.

Kapasitor dalam sirkuit drive gerbang memperlambat switching, sehingga meningkatkan ketidakseimbangan switching antara perangkat dan dapat menyebabkan osilasi.

Komponen liar diminimalkan oleh tata letak yang ketat dan disamakan oleh posisi komponen yang simetris dan perutean koneksi.

— Nick T
sumber

1

Hampir 3 tahun kemudian, untuk kepentingan siapa pun yang menemukan ini sekarang ... Pertanyaannya dijawab dengan sangat baik, tetapi saya juga akan menambahkan bahwa osilasi parasit dapat menjadi masalah jika gerbang hanya diikat secara langsung. Secara umum, Anda akan melihat jaring RC sederhana di gerbang untuk mencegahnya. Seperti itu.

Nilai bisa sangat rendah; biasanya 470ohm Rs dan 100pF Cs

— Harley Burton
sumber

0

Saya pikir cara termudah untuk melihat masalah ini adalah dengan melihat saluran untuk sumber perlawanan pada lembar data. Kasus terburuk adalah ketika Anda memiliki satu perangkat pada resistansi terendah dan sisanya pada resistansi tertinggi. Ini hanyalah masalah resistansi paralel sederhana untuk menghitung berapa banyak arus akan mengalir melalui masing-masing transistor. Hanya perlu diingat, saat memilih perangkat untuk memberi diri Anda beberapa guardband untuk memperhitungkan variasi suhu dan efek penuaan dari perangkat.

— E. Gibson
sumber

1

Ini bukan jawaban yang berkualitas tinggi, dan itu tidak menambah apa pun yang sudah dikatakan oleh jawaban lain. Anda benar-benar mengabaikan efek penting seperti koefisien resistensi suhu positif, yang menyediakan tindakan menyeimbangkan diri yang telah disebutkan oleh orang lain.

— Dave Tweed