Параллельные МОП-транзисторы

Когда я пошел в школу, у нас был базовый дизайн схемы и тому подобное. Я узнал, что это была плохая идея:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Поскольку ток почти наверняка не будет течь одинаково по этим трем предохранителям. Но я видел несколько схем, которые используют параллельные транзисторы и полевые транзисторы, как это:

^{смоделировать эту схему}

Как протекает через них ток? Это гарантированно течет одинаково? Если у меня есть три полевых МОП-транзистора, каждый из которых может выдерживать ток 1 А, смогу ли я потреблять 3 А тока, не зажарив один из полевых МОП-транзисторов?

МОП-транзисторы немного необычны, так как если вы подключаете несколько из них параллельно, они довольно хорошо распределяют нагрузку. По сути, когда вы включаете транзистор, каждый из них будет иметь немного различное сопротивление и немного другой ток. Те, которые несут больше тока, будут нагреваться больше и увеличивать их сопротивление. Это затем немного перераспределяет ток. При условии, что переключение достаточно медленное для того, чтобы произошло это нагревание, оно дает естественный эффект распределения нагрузки.

Теперь естественная балансировка нагрузки не идеальна. Вы все равно будете иметь некоторый дисбаланс. Сколько будет зависеть от того, насколько хорошо согласованы транзисторы. Несколько транзисторов на одном кристалле будут лучше, чем отдельные транзисторы, и помогут транзисторы одного и того же возраста из одной партии или которые были протестированы и сопоставлены с аналогичным. Но, как очень грубое число, я ожидаю, что вы сможете переключиться примерно на 2,5A с тремя 1A MOSFET. В реальной схеме было бы разумно взглянуть на таблицы данных производителя и замечания по применению, чтобы увидеть, что они рекомендуют.

Кроме того, эта схема не совсем то, что вы хотите. Вам было бы лучше использовать N-типа MOSFET для переключения на нижней стороне. Или, если вы хотите придерживаться переключения на стороне высокого уровня, получите несколько МОП-транзисторов P-типа. Вам также понадобится соответствующим образом установленный резистор, чтобы убедиться, что ворота не плавают, когда переключатель разомкнут.

Обратите внимание, что МОП-транзисторы полагаются на одинаковое распределение тока даже в масштабе одного устройства. В отличие от теоретических моделей, в которых канал представлен в виде линии между истоком и стоком, реальные устройства имеют тенденцию распределять область канала по матрице для увеличения максимального тока:

^{(область канала распределена по шестиугольной схеме. Изображение взято отсюда )}

Части канала можно рассматривать как отдельные МОП-транзисторы, соединенные параллельно. Распределение тока по частям канала близко к равномерному благодаря описанному эффекту естественной балансировки нагрузки @Jack B.

Международный выпрямитель - Замечание по применению AN-941 - Параллельные силовые МОП-транзисторы

Их "Вкратце" (выделение добавлено):

• Используйте отдельные затворные резисторы, чтобы исключить риск паразитных колебаний.
• Убедитесь, что параллельные устройства имеют жесткую тепловую связь .
• Выровняйте индуктивность общего источника и уменьшите ее до значения, которое не оказывает значительного влияния на общие потери при переключении на частоте работы.
• Уменьшите паразитную индуктивность до значений, которые дают приемлемые выбросы при максимальном рабочем токе.
• Убедитесь, что затвор МОП-транзистора смотрит на жесткий источник напряжения с минимальным сопротивлением, насколько это практически возможно.
• Стабилитроны в цепях привода затвора могут вызывать колебания. При необходимости их следует размещать на стороне драйвера резистора (ов) развязки затвора.
• Конденсаторы в цепях возбуждения затвора замедляют переключение, тем самым увеличивая дисбаланс переключения между устройствами и могут вызывать колебания.
• Паразитные компоненты минимизированы благодаря жесткой компоновке и уравновешены симметричным расположением компонентов и прокладкой соединений.

Спустя почти 3 года, для любого, кто найдет это сейчас ... На вопрос был получен очень хороший ответ, но я также добавил бы, что паразитные колебания могут быть проблемой, если ворота просто связаны друг с другом напрямую. Как правило, вы увидите простую RC-сеть у ворот, чтобы предотвратить это. Вот так.

Значения могут быть довольно низкими; обычно 470 Ом Rs и 100 пФ Cs

Я думаю, что самый простой способ взглянуть на эту проблему - это посмотреть на сопротивление источника к источнику на листе данных. В худшем случае, когда у вас одно устройство с самым низким сопротивлением, а остальные - с самым высоким сопротивлением. Это просто простая задача параллельного сопротивления, чтобы вычислить, какой ток будет проходить через каждый транзистор. Просто имейте в виду, когда выбираете устройство, чтобы дать себе некоторую защитную полосу для учета изменения температуры и эффектов старения от устройства.