Паралельні MOSFET

Коли я пішов до школи, у нас був якийсь базовий дизайн схеми і подібні речі. Я дізнався, що це погана ідея:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Оскільки струм майже точно не буде протікати однаково через ці три запобіжники. Але я бачив декілька схем, які використовують паралельні транзистори та MOSFET, наприклад:

^{моделювати цю схему}

Як струм протікає через них? Чи гарантовано текти однаково? Якщо у мене є три MOSFET, кожен з яких може обробляти 1 А струму, чи зможу я витягнути 3 А струму, не обсмажуючи одного з MOSFET?

MOSFET дещо незвичні, оскільки, якщо підключити декілька з них паралельно, вони досить добре розподіляють навантаження. По суті, коли ви вмикаєте транзистор, кожен матиме дещо інший опір і трохи інший струм. Ті, що проводять більше струму, нагріватимуться більше і підвищуватимуть їх опір. Це потім трохи перерозподіляє струм. Якщо перемикання відбувається досить повільно, щоб нагрівання відбулося, це дає природний ефект збалансування навантаження.

Тепер природне балансування навантаження не є ідеальним. Ви все одно закінчитеся з деяким дисбалансом. Скільки буде залежати від того, наскільки добре підібрані транзистори. Кілька транзисторів на одній матриці будуть кращими, ніж окремі транзистори, а транзистори того ж віку з тієї ж партії, або які були випробувані та зібрані з подібним, допоможуть. Але, як дуже приблизна кількість, я б очікував, що ви зможете переключити близько 2,5А з трьома 1А MOSFET. У реальній схемі, було б розумно подивитися на таблиці виробників та примітки до додатків, щоб побачити, що вони рекомендують.

Крім того, ця схема не зовсім те, що ви хочете. Вам буде краще використовувати MOSFET N типу для комутації з низької сторони. Або, якщо ви хочете дотримуватися перемикання на високій стороні, отримайте кілька MOSFET типу P. Вам також знадобиться відповідний розміщений резистор, щоб переконатися, що ворота не плавають, коли перемикач відкритий.

Зауважте, що MOSFET покладаються на рівномірний розподіл струму навіть на шкалі одного пристрою. На відміну від теоретичних моделей, де канал представлений у вигляді лінії між джерелом та стоком, реальні пристрої, як правило, розподіляють область каналу по матриці для збільшення максимального струму:

^{(область каналу розподіляється за шестикутною схемою. Знімок зроблено звідси )}

Частини каналу можна розглядати як окремі MOSFET, з'єднані паралельно. Розподіл струму в частинах каналу близький до рівномірного завдяки описаному в природі ефекту збалансування навантаження @Jack B.

Міжнародний випрямляч - Примітка до застосування AN-941 - MOSFET з паралельною потужністю

Їх "Підсумок" (наголос додано):

• Використовуйте індивідуальні резистори затвора для усунення ризику паразитичних коливань.
• Переконайтесь, що паралельні пристрої мають герметичну теплову муфту .
• Зрівняти загальну індуктивність джерела та зменшити її до значення, яке не сильно впливає на загальні втрати комутації на частоті роботи.
• Зменшіть індуктивність забруднених значень до значень, які дають прийнятні перекриття при максимальному робочому струмі.
• Переконайтесь, що ворота MOSFET дивляться на жорстке джерело напруги з меншим опором, наскільки це практично.
• Ценерові діоди в ланцюгах приводу затвора можуть викликати коливання. За потреби вони повинні бути розміщені на стороні водія резисторів (-ів) роз'єднання затвора.
• Конденсатори в ланцюгах приводу затвора сповільнюють перемикання, тим самим збільшуючи дисбаланс комутації між пристроями і можуть спричинити коливання.
• Бродячі компоненти зведені до мінімуму через щільну компоновку і вирівнюються симетричним положенням компонентів і маршрутизацією з'єднань.

Майже через 3 роки, на користь того, хто зараз це знайде ... На запитання відповіли дуже добре, але я також додам, що паразитичні коливання можуть бути проблемою, якщо ворота просто зв'язані між собою безпосередньо. Як правило, ви побачите просту мережу RC біля воріт, щоб запобігти її. Як так.

Значення можуть бути досить низькими; зазвичай 470 Ом Rs і 100pF Cs

Я думаю, що найпростіший спосіб розглянути цю проблему - подивитися на опір стоку до джерела на аркуші даних. Найгірший випадок, коли у вас один пристрій на найнижчому рівні для опору, а решта при найвищому опорі. Це просто проста паралельна проблема опору, щоб обчислити, скільки струму буде протікати через кожен транзистор. Просто майте на увазі, вибираючи пристрій, щоб забезпечити собі деяку смугу захисту, щоб врахувати зміни температури та наслідки старіння пристрою.