Menguasai Transistor Paralel: Panduan Komprehensif untuk Desain Rangkaian Aman dan Efisien

Jika rangkaian mengonsumsi banyak daya, ia akan membutuhkan transistor untuk membantu mengatur arus. Namun, satu transistor mungkin tidak melakukan tugasnya cukup baik, jadi Anda mungkin perlu menerapkan transistor secara paralel.  Ini meningkatkan kapasitas penanganan arus bersama dan memberikan banyak manfaat kunci untuk rangkaian elektronik Anda.  Misalnya, ini mencegah satu transistor mengalami kerusakan, tergantung pada metode implementasi Anda.

Memahami cara kerjanya terlihat cukup kompleks. Jadi mari kita mulai! Di WELLPCB, kami bertujuan untuk memandu Anda ke arah yang tepat. Setelah membaca artikel ini, Anda akan mempelajari tentang transistor paralel dan apa yang ia capai.

1. Apa itu Transistor Paralel？

Pada rangkaian, dua penutup pin transistor yang cocok membentuk koneksi, dikenal sebagai transistor paralel. Mencapai ini meningkatkan jumlah kapasitas arus yang dapat ditangani transistor. Setelah implementasi, Anda tidak perlu khawatir tentang transistor yang terlalu banyak daya.

2. Mengapa Menghubungkan Transistor secara Paralel?

(Rangkaian akan membutuhkan transistor paralel jika ia menarik daya dalam jumlah besar.)

Jika Anda membangun rangkaian yang akan menarik output arus tinggi, Anda akan perlu menghubungkan transistor secara paralel. Itu karena satu transistor tidak dapat menangani jumlah daya tersebut, yang berpotensi mengakibatkan kerusakan permanen.

Menggunakan metode ini membantu memberikan keseimbangan beban arus. Ini terjadi dari mendistribusikan daya dari satu transistor yang tetap tidak rusak, ke yang lain. Dua jenis transistor ini dapat dihubungkan secara paralel: BJTs atau MOSFETs.

3. Menerapkan Transistor secara Paralel dengan Pendekatan yang Benar

(MOSFETs paralel menyediakan konduktivitas tinggi, yang mendistribusikan arus secara efektif.)

Dalam bagian ini, Anda akan mempelajari cara menghubungkan BJT dan MOSFET secara paralel. Jika Anda menghubungkan transistor bipolar secara paralel, Anda harus mengintegrasikan resistor balast secara seri, pendekatan umum untuk amplifier audio. Secara umum, ini menangani konsumsi daya tinggi dan melibatkan interkoneksi basis dan emitter bersama-sama. Dan ini menyelesaikan masalah ketidakseimbangan arus. Dua langkah pertama di bawah menunjukkan bagaimana Anda dapat menghitung nilai Ohm resistor, yang memungkinkan Anda menghubungkannya secara seri.

Langkah Satu:

(Gunakan hukum Ohm untuk menghitung rating resistor.)

Pertama, Anda akan perlu melakukan perhitungan untuk resistor. Gunakan rumus R = V/I untuk resistor pembatas arus. V berfungsi sebagai tegangan rangkaian. Sementara itu, nilai “I” mewakili 70% dari jumlah arus yang disimpan transistor. Misalnya, BJT 2N3055 dapat menyimpan sekitar 15A. Jadi, 70% dari nilai tersebut sama dengan 10.5A. Dengan supply 12V, perhitungannya terlihat seperti ini: R = 12/10.5 = 1.14. Maka, rating Ohm harus mencerminkan nilai 1.14.

Langkah Dua:

(Resistor basis membantu menyeimbangkan beban arus pada transistor.)

Selanjutnya, Anda akan perlu menghitung rating Ohm resistor basis. Gunakan rumus ini: Rb = (12 – 0.7)hFE / Load current. Nilai hFE sama dengan 50 sementara load current diatur pada 3A. Akhirnya, Anda dapat melakukan perhitungan dengan: Rb = 11.3 x 50 / 3. Hasilnya sama dengan 188 Ohm.

Langkah Tiga:

(Anda dapat menempatkan BJT di atas heatsink untuk membantu penanganan arus.)

Namun, jika Anda tidak ingin mengimplementasikan resistor, Anda dapat memasang heatsink sebagai gantinya. Untuk teknik ini, cukup pasang heatsink standar di bawah BJT dan tambahkan banyak pasta termal pada setiap permukaan. Ini memungkinkan distribusi panas yang sama sambil memberikan solusi untuk thermal runaway. Selain itu, transistor dengan mudah terhubung secara paralel melalui struktur logam heatsink.

Langkah Empat:

(MOSFET dengan resistor gate menyediakan solusi yang aman dan efisien, mencegah thermal runaway.)

MOSTEFs dapat dihubungkan secara paralel juga. Sambil mencapai ini, Anda harus mengimplementasikan resistor gate dengan setiap perangkat. Namun, beberapa keuntungan membuatnya sangat aman dan efisien. Misalnya, saat memanas, mereka menjadi kurang konduktif dan secara bertahap mencegah aliran arus. Di sisi positif, ini tidak menunjukkan thermal runaway. Ini terhubung langsung melalui drain ke drain, gate ke gate, dan source ke source.

4. Solusi untuk Kesalahan Transistor Paralel

Kesalahan 1：Thermal Runaway

Hindari metode： Thermal Runaway terjadi saat satu transistor paralel tidak cocok dengan transistor lainnya. Secara umum, ini berarti ia akan menyebabkan satu transistor menarik lebih banyak arus daripada yang lain. Dari sana, ia mengumpulkan lebih banyak panas, yang menumpuk hingga akhirnya mengalami kerusakan permanen.

Untuk mencegah hal ini, Anda harus mengintegrasikan resistor berating rendah yang terhubung secara seri dengan setiap emitter. Misalnya, jika beban sama dengan 50 Ohm, maka resistor 1 Ohm akan berfungsi baik. Ini memberikan umpan balik negatif yang menjaga arus tetap terkontrol karena peningkatan tegangan di resistor emitternya.

Kesalahan 2：Operasi linier MOSFET

Hindari metode： MOSFET biasanya berfungsi baik sebagai sakir saat dihubungkan secara paralel. Namun, ini tidak mendistribusikan arus dalam mode linier. Itu karena penumpukan panas meningkatkan konduktivitas dengan laju yang lebih cepat. Kemudian, konduktansi akan meningkat secara frekuensi. Dalam efek, ini menyebabkan hot spot terbentuk, yang berpotensi merusak MOSFET. Ini memberikan masalah yang lebih buruk dibandingkan BJT paralel.  

Selain itu, transconductance meningkat saat suhu perangkat naik. MOSFET paralel tidak akan mendistribusikan arus sampai mencapai 15A. Ini biasanya tidak mencapai level tersebut saat beroperasi dalam mode linier.  

Solusi terbaik untuk masalah ini melibatkan penggunaan loop umpan balik pada setiap perangkat arus MOSTEF. Ini memungkinkan kontrol arus yang lebih baik dalam operasi linier.  

Kesimpulan:

Untuk menyimpulkan, artikel ini terutama berfokus pada implementasi yang benar dari transistor paralel. Plus, kami telah membahas bagaimana Anda dapat menghindari kesalahan umum yang terjadi dengan BJT dan MOSTEF. Misalnya, BJT harus mengandung resistor secara seri untuk berbagi arus. Sementara itu, menambahkan loop umpan balik pada MOSTEF mencegah perangkat mengalami kerusakan.  Selain itu, Anda dapat mengintegrasikan transistor paralel dengan heatsink, pendekatan yang lebih efisien dibandingkan BJT.Jika Anda memiliki pertanyaan mengenai transistor paralel, jangan ragu untuk menghubungi kami!