2つ以上のトランジスタを並列に接続する

トランジスタを並列に接続することは、2つ以上のトランジスタの同一のピン配置を回路内で一緒に接続して、組み合わされた並列トランジスタセットの電力処理容量を増やすプロセスです。

この投稿では、複数のトランジスタを安全に並列に接続する方法を学習します。これらはBJTまたはMOSFETの場合があり、両方について説明します。

パラレルトランジスタが必要になる理由

パワーエレクトロニクス回路を作る際には、出力段を正しく構成することが非常に重要になります。これには、最小限の労力で高出力を処理できるパワーステージの作成が含まれます。これは通常、単一のトランジスタを使用することは不可能であり、それらの多くを並列に接続する必要があります。

これらのステージは、主に次のようなパワーデバイスで構成されます。 パワーBJTまたはMOSFET 。通常、中程度の出力電流を得るには単一のBJTで十分ですが、より高い出力電流が必要な場合は、これらのデバイスをさらに多く追加する必要があります。したがって、これらのデバイスを並列に接続する必要があります。でも 単一のBJTを使用する は比較的簡単ですが、トランジスタの特性に大きな欠点があるため、それらを並列に接続するには注意が必要です。

BJTの「熱暴走」とは

仕様によれば、トランジスタ（BJT）は、消費電力が指定された最大値を超えないように、適度に低温の条件下で動作する必要があります。そのため、上記の基準を維持するためにヒートシンクを取り付けています。

さらに、BJTは負の温度係数特性を持っているため、BJTは伝導率を比例して増加させます。 ケース温度が上昇 。

ケース温度が上昇する傾向があるため、トランジスタを流れる電流も増加し、デバイスがさらに加熱されます。

このプロセスは、デバイスが熱くなりすぎて持続できなくなり、恒久的に損傷するまで、デバイスを急速に加熱する一種の連鎖反応に入ります。この状況は、トランジスタでは熱暴走と呼ばれます。

2つ以上のトランジスタが並列に接続されている場合、個々の特性（hFE）がわずかに異なるため、グループ内のトランジスタは、いくつかは少し速く、他は少し遅く、異なる速度で消費する可能性があります。

その結果、わずかに多くの電流を流している可能性のあるトランジスタは、隣接するデバイスよりも速く加熱され始める可能性があり、すぐにデバイスが熱暴走状態になり、それ自体が損傷し、その後、残りのデバイスにも現象が伝わることがあります、 過程の中で。

並列に接続された各トランジスタのエミッタと直列に小さな値の抵抗を追加することで、この状況に効果的に対処できます。ザ・ 抵抗器は電流の量を抑制し、制御します トランジスタを通過し、危険なレベルに達することは決してありません。

それらを通過する電流の大きさに従って、値を適切に計算する必要があります。

どのように接続されていますか？下の図を参照してください。

並列BJTのエミッタ電流制限抵抗を計算する方法

これは実際には非常に単純であり、オームの法則を使用して計算できます。

R = V / I、

ここで、Vは回路で使用される電源電圧であり、「I」はトランジスタの最大電流処理容量の70％になる可能性があります。

たとえば、BJTに2N3055を使用した場合、デバイスの最大電流処理容量は約15アンペアであるため、この70％は約10.5Aになります。

したがって、V = 12Vと仮定すると、

R = 12 / 10.5 = 1.14オーム

ベース抵抗の計算

これは、次の式を使用して実行できます

Rb =（12-0.7）hFE /コレクタ電流（Ic）

hFE = 50、負荷電流= 3アンペアと仮定すると、上記の式は次のように解くことができます。

Rb = 11.3 x 50/3 = 188オーム

並列BJTでエミッタ抵抗を回避する方法

エミッタ電流リミッタ抵抗の使用は見栄えがよく、技術的には正しいように見えますが、BJTを一般的なヒートシンクに取り付け、その接触面に大量のヒートシンクペーストを塗布することもできます。

このアイデアにより、厄介な巻線型エミッタ抵抗を取り除くことができます。

一般的なヒートシンクの上に取り付けると、熱をすばやく均一に共有し、恐ろしい熱暴走の状況を排除できます。

さらに、トランジスタのコレクタは並列で相互に結合されているはずなので、マイカアイソレータの使用はもはや必須ではなく、トランジスタの本体がヒートシンク金属自体を介して並列に接続されるため、非常に便利です。

これは、Win-Winの状況のようなものです...トランジスタはヒートシンクの金属を介して簡単に並列に結合し、かさばるエミッタ抵抗を取り除き、熱暴走の状況を排除します。

MOSFETを並列に接続する

上記のセクションでは、BJTを安全に並列に接続する方法を学びました。MOSFETに関しては、条件が完全に逆になり、これらのデバイスが非常に有利になります。

BJTとは異なり、MOSFETには負の温度係数の問題がないため、過熱による熱暴走の状況が発生しません。

逆に、これらのデバイスは正の温度係数特性を示します。つまり、デバイスの伝導効率が低下し始め、温度が上昇し始めると電流が遮断され始めます。

したがって、 MOSFETを接続している間 並列では、何も心配する必要はありません。以下に示すように、電流制限抵抗に依存せずに、並列に接続するだけで済みます。ただし、MOSFETごとに個別のゲート抵抗を使用することを検討する必要があります。ただし、これはそれほど重要ではありません。