Transistores paralelos en carga actual constante

Poner en paralelo los transistores es una idea terrible: los voltajes de umbral de los MOSFET serán diferentes y un transistor tomará mucha más corriente que el otro. Además, solo está midiendo una corriente, por lo que la corriente total puede ser muy errónea. Es peor que con BJTs.

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 fuente de resistencia individual. Utilice un solo amplificador operacional de alimentación, no un LM741. De esa manera, cada corriente será precisamente la fracción deseada del total, y el total también será exacto. No hay necesidad de emparejar transistores o resistencias (pero las resistencias deben ser lo suficientemente precisas para su precisión de corriente deseada). Las corrientes de cada transistor simplemente se sumarán.

Yo usaría un amplificador operacional por separado para cada conmutador, cada uno con su propia resistencia, de modo que tenga múltiples bucles de control de corriente independientes en paralelo. La regla general es que está bien usar los MOFSET en paralelo porque a medida que aumentan sus resistencias de encendido, generalmente comparten el pozo de corriente, pero esto se usa como un interruptor de encendido / apagado. Cuando se utiliza de forma analógica como esta, imagino que las diferencias entre los componentes podrían dar lugar a corrientes muy diferentes a través de cada transistor para un voltaje de compuerta determinado.

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 utilizar MOSFET para circuitos analógicos como este, ya que algunos (especialmente los tipos de zanja) están diseñados para aplicaciones de tipo de encendido completo o apagado rápido y se fríen rápidamente cuando se dejan 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 máxima nominal" 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 los BJT son más robustos para los circuitos analógicos (he matado a muchos más MOSFET que a 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 el uso de varios transistores es una gran idea además de los grandes disipadores de calor, ventiladores, etc. La resistencia térmica del empalme a ambiente para los paquetes T0-220 suele ser de alrededor de 60 ° C por vatio sin ningún disipador de calor. ¡Por lo tanto, 22W elevarían la temperatura de la unión del transistor a 1.320 ° 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 150 ° C o menos, 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 de 150 vatios. Solo necesitas asegurarte de tener un buen disipador de calor. Y por buen disipador de calor me refiero a un gran tocador. No hay trabajadores de 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 estarás bien. Coincidir con los transistores sería una buena idea, pero dudo que sea necesario. Utilizar resistencias al 1%. Aislar las compuertas entre sí con una resistencia de aproximadamente 100 ohmios para cada compuerta también es bueno.

La mejor manera de hacerlo si insiste en utilizar MOSFET débiles es simplemente duplicar su circuito de carga, con cada carga configurada para extraer 1 amp. Ponlos en paralelo y listo. Los amplificadores operacionales son baratos, aunque recomiendo encarecidamente actualizar desde 741s. Como mínimo, use amplificadores operacionales de un solo suministro y ahórrese la molestia de proporcionar suministros dobles, y con los 741s realmente necesita suministros dobles.

La hoja de datos de los transistores de potencia indica que el voltaje de umbral varía en la sala desde 2V hasta 4V.

Si planea hundir 2A (1A por transistor) y usa resistores 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 la tensión 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 la corriente entre los dos transistores.
• utilizar transistores bipolares. El desajuste en Vbe es pequeño en comparación con el voltaje a través de las resistencias sensoriales. Esto resolverá la raíz de su problema, pero introducirá una disipación de energía adicional en la OPA, algo que debe tener en cuenta (es posible que tenga que amortiguar la OPA con un transistor adicional).

Dicho esto, cuando compra semiconductores, generalmente son del mismo lote de producción y la comparación de los diversos parámetros es 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 del intercambio actual y, si está satisfecho, simplemente utilizarlos.

Esta es la ruta a la que iría.