병렬 트랜지스터 마스터하기: 안전하고 효율적인 회로 설계를 위한 종합 가이드

회로가 많은 전력을 소모하면 전류를 조절하는 데 트랜지스터가 필요합니다. 그러나 개별 트랜지스터가 작업을 충분히 수행하지 못할 수 있으므로 트랜지스터를 병렬로 구현해야 할 수 있습니다. 공유 전류 처리 용량을 향상시키고 전자 회로에 많은 핵심 이점을 제공합니다. 예를 들어 구현 방법에 따라 트랜지스터 손상을 방지합니다.

작동 원리 이해가 꽤 복잡해 보일 수 있습니다. 그럼 시작해 봅시다! WELLPCB에서는 올바른 방향을 안내하는 것을 목표로 합니다. 이 기사를 읽고 나면 병렬 트랜지스터와 그것이 달성하는 것에 대해 배우게 될 것입니다.

1. 병렬 트랜지스터란 무엇인가?

회로에서 두 트랜지스터의 일치하는 핀아웃이 연결을 형성하는 것을 병렬 트랜지스터라고 합니다. 이를 달성하면 트랜지스터가 처리할 수 있는 전류 용량이 증가합니다. 구현 후 트랜지스터가 너무 많은 전력을 다루는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

2. 왜 트랜지스터를 병렬로 연결하는가?

(큰 전력을 소모하는 회로는 병렬 트랜지스터가 필요합니다.)

높은 출력 전류를 끌어내는 회로를 구축하는 경우 트랜지스터를 병렬로 연결해야 합니다. 단일 트랜지스터가 그만큼의 전력을 처리할 수 없어 영구적인 손상으로 이어질 수 있기 때문입니다.

이 방법을 사용하면 전류 부하 균형을 제공하는 데 도움이 됩니다. 손상되지 않은 한 트랜지스터에서 다음 트랜지스터로 전력을 분배하여 발생합니다. 이 두 유형의 트랜지스터를 병렬로 연결할 수 있습니다: BJT 또는 MOSFET.

3. 올바른 접근 방식으로 병렬 트랜지스터 구현

(병렬 MOSFET은 높은 전도성을 제공하여 전류를 효과적으로 분배합니다.)

이 섹션에서는 BJT와 MOSFET을 병렬로 연결하는 방법을 배웁니다. 바이폴라 트랜지스터를 병렬로 연결하는 경우 직렬로 밸러스트 저항을 통합해야 하며, 이는 오디오 앰프의 일반적인 접근 방식입니다. 일반적으로 높은 전력 소비를 다루며 베이스와 이미터를 상호 연결하는 것을 포함합니다. 그리고 전류 불균형 문제를 해결합니다. 아래 처음 두 단계는 두 저항의 옴 값을 계산하여 직렬로 연결하는 방법을 보여줍니다.

1단계:

(옴의 법칙을 사용하여 저항 정격 계산.)

먼저 저항 계산을 수행해야 합니다. 전류 제한용 R = V/I 공식을 사용합니다. V는 회로 전압입니다. 한편 "I" 값은 트랜지스터가 저장하는 전류량의 70%를 나타냅니다. 예를 들어 2N3055 BJT는 약 15A를 저장할 수 있습니다. 그 70%는 10.5A에 해당합니다. 12V 공급으로 계산하면: R = 12/10.5 = 1.14. 따라서 옴 정격은 1.14 값을 반영해야 합니다.

2단계:

(베이스 저항은 트랜지스터의 전류 부하 균형에 도움이 됩니다.)

다음, 베이스 저항의 옴을 계산해야 합니다. 이 공식을 사용하세요: Rb = (12 - 0.7)hFE / 부하 전류. hFE 값은 50이고 부하 전류는 3A로 설정됩니다. 마지막으로 계산: Rb = 11.3 x 50 / 3. 결과는 188옴입니다.

3단계:

(BJT를 방열판 위에 배치하여 전류 처리를 도울 수 있습니다.)

하지만 저항을 구현하고 싶지 않다면 방열판을 설치할 수 있습니다. 이 기술로는 표준 방열판을 BJT 아래에 장착하고 각 표면에 충분한 열전도 페이스트를 추가합니다. 이는 균일한 열 분배를 가능하게 하며 열 폭주 해결책을 제공합니다. 또한 트랜지스터가 방열판의 금속 구조를 통해 쉽게 병렬로 연결됩니다.

4단계:

(게이트 저항이 있는 MOSFET은 열 폭주를 방지하는 안전하고 효율적인 솔루션을 제공합니다.)

MOSFET도 병렬로 연결할 수 있습니다. 이를 달성하는 동안 각 장치에 게이트 저항을 구현해야 합니다. 그러나 이를 매우 안전하고 효율적으로 유지하는 몇 가지 장점이 있습니다. 예를 들어 가열될 때 전도성이 떨어지고 점차 전류 흐름을 방지합니다. 긍정적인 측면으로 이들은 열 폭주를 나타내지 않습니다. 이들은 드레인-드레인, 게이트-게이트, 소스-소스로 직접 연결됩니다.

4. 병렬 트랜지스터 실수 해결책

실수 1: 열 폭주

회피 방법: 병렬에서 한 트랜지스터가 다른 트랜지스터와 맞지 않을 때 열 폭주가 발생합니다. 일반적으로 이는 한 트랜지스터가 나머지보다 더 많은 전류를 끌어당김을 의미합니다. 거기서 더 많은 열을 모으고, 영구적인 손상을 입힐 때까지 축적됩니다.

이를 방지하려면 모든 이미터와 직렬로 연결된 저정격 저항을 통합해야 합니다. 예를 들어 부하가 50옴이면 1옴 저항이 잘 작동합니다. 이미터 저항의 전압 증가로 인해 전류를 조절하는 네거티브 피드백을 제공합니다.

실수 2: MOSFET 선형 동작

회피 방법: MOSFET은 병렬로 연결될 때 스위치로 잘 작동합니다. 그러나 선형 모드에서는 전류를 분배하지 않습니다. 열 축적이 더 빠른 속도로 전도성을 증가시키기 때문입니다. 그러면 전도도가 빈도수 있게 증가합니다. 결과적으로 핫스팟이 형성되어 MOSFET을 잠재적으로 손상시킵니다. BJT 병렬보다 더 나쁜 문제를 제공합니다.

또한 장치 온도가 상승하면 트랜스컨덕턴스가 증가합니다. 병렬 MOSFET은 15A에 도달할 때까지 전류를 분배하지 않습니다. 선형 동작 시 보통 그 수준에 도달하지 않습니다.

이 문제에 대한 최선의 해결책은 각 MOSFET 전류 장치에 피드백 루프를 활용하는 것입니다. 선형 동작에서 더 많은 전류 제어를 허용합니다.

결론:

결론적으로 이 기사는 주로 병렬 트랜지스터의 올바른 구현에 초점을 맞춥니다. 또한 BJT와 MOSFET에서 발생하는 일반적인 실수를 피하는 방법을 다뤘습니다. 예를 들어 BJT는 전류 공유를 위해 직렬 저항을 포함해야 합니다. 한편 MOSFET에 피드백 루프를 추가하면 장치 손상을 방지합니다. 또한 방열판으로 병렬 트랜지스터를 통합할 수 있으며, BJT보다 더 효율적인 접근 방식입니다. 병렬 트랜지스터에 대해 궁금한 점이 있으면 언제든 연락 주세요!