MOSFET paralelos

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Cuando fui a la escuela teníamos un diseño de circuito básico y cosas así. Aprendí que esta era una mala idea:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Dado que la corriente casi seguramente no fluirá por igual sobre estos tres fusibles. Pero he visto múltiples circuitos que usan transistores paralelos y MOSFET, como este:

esquemático

simular este circuito

¿Cómo fluye la corriente a través de estos? ¿Se garantiza que fluya por igual? Si tengo tres MOSFET que pueden manejar 1 A de corriente, ¿podré extraer 3 A de corriente sin freír uno de los MOSFET?

BufferOverflow
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En los circuitos que viste, ¿estaban los transistores en el mismo dado? La coincidencia será mejor en ese caso (aún no es perfecta).
Justin
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Básicamente tienes 3 NMOS en paralelo. Suponiendo que todos sean 100% iguales y a la misma temperatura, entonces sí, la corriente se dividirá, por lo que cada uno tomará 1/3 del total. Pero operado de esta manera, los NMOS no funcionarán como conmutadores, sino como seguidores de origen y caerán alrededor de 2 a 3 V.
Bimpelrekkie
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FYI: conectar fusibles en paralelo es peligroso. El cableado debe protegerse con un fusible.
vofa
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Me doy cuenta de que preguntas esto con respecto a la distribución actual entre ellos, pero si alguna vez realizas paralelos a MOSFET como este, debes usar resistencias de compuerta individuales o tendrás oscilaciones destructivas.
winny
@winny: Como comenté en la respuesta de Jack B, este es solo un circuito de ejemplo muy simplificado para ilustrar lo que estaba preguntando. Este no es un circuito de la vida real.
BufferOverflow

Respuestas:

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Los MOSFET son un poco inusuales, ya que si conecta varios de ellos en paralelo, comparten la carga bastante bien. Esencialmente, cuando enciende el transistor, cada uno tendrá una resistencia de encendido ligeramente diferente y una corriente ligeramente diferente. Los que llevan más corriente se calentarán más y aumentarán su resistencia. Eso luego redistribuye la corriente un poco. Siempre que la conmutación sea lo suficientemente lenta como para que se produzca ese calentamiento, proporciona un efecto natural de equilibrio de carga.

Ahora, el equilibrio de carga natural no es perfecto. Aún terminarás con algún desequilibrio. Cuánto dependerá de qué tan bien coincidan los transistores. Varios transistores en un dado serán mejores que los transistores separados, y los transistores de la misma edad, del mismo lote, o que han sido probados y combinados con uno similar ayudarán. Pero como un número muy aproximado, espero que pueda cambiar aproximadamente 2.5A con tres MOSFET de 1A. En un circuito real, sería aconsejable mirar las hojas de datos del fabricante y las notas de aplicación para ver qué recomiendan.

Además, ese circuito no es exactamente lo que quieres. Sería mejor usar los MOSFET de tipo N para la conmutación de lado bajo. O, si desea seguir con la conmutación de lado alto, obtenga algunos MOSFET de tipo P. También necesitará una resistencia colocada adecuadamente para asegurarse de que las puertas no estén flotando cuando el interruptor esté abierto.

Jack B
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Quizás valga la pena agregar que el circuito necesitará una resistencia de descarga de compuerta. A dónde va depende de si está utilizando MOSFET de canal N o P.
Steve G
Buen punto. Editado
Jack B
Este es solo un circuito de ejemplo simplificado para ilustrar lo que estaba preguntando. Esto no se va a usar en la vida real.
BufferOverflow
Me confundo un poco al leer su respuesta, ya que combina el término "mosfet" con "transistor". Para mí, los mosfets (nmos y pmos) son diferentes a los transistores (npn y pnp).
K.Mulier
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MOSFET significa transistor de efecto de campo de óxido de metal. El término para los transistores npn y pnp es Transistor de unión bipolar (BJT). Creo que el uso común de la palabra "transistor" incluye MOSFET, BJT, JFET, así como cosas más esotéricas como transistores de túnel, transistores de nanocables y transistores de electrones individuales que rara vez aparecen en la electrónica de consumo.
Jack B
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Tenga en cuenta que los MOSFET se basan en una distribución de corriente igual incluso en la escala de un solo dispositivo. A diferencia de los modelos teóricos donde el canal se representa como una línea entre la fuente y el drenaje, los dispositivos reales tienden a distribuir la región del canal sobre el dado para aumentar la corriente máxima:

ingrese la descripción de la imagen aquí

(la región del canal se distribuye bajo un patrón hexagonal. la imagen se toma desde aquí )

Las partes del canal pueden considerarse como MOSFET separados conectados en paralelo. La distribución actual en partes del canal es casi uniforme gracias al efecto de equilibrio de carga natural descrito por @Jack B.

Dmitry Grigoryev
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Tenga en cuenta que esta imagen es en realidad de un transistor de potencia bipolar, no un MOSFET. Compare con la foto más cercana a la parte superior de la página , que es un HEXFET. Las diferencias estructurales son sutiles, pero tenga en cuenta que el cable de unión de la puerta se conecta a una delgada franja de metalización alrededor del perímetro de la matriz.
Dave Tweed
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@DaveTweed Parece que de alguna manera asocié la palabra complementaria con CMOS y CMOS con MOSFET. Esperemos que la nueva imagen sea más sobre el tema.
Dmitry Grigoryev
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Rectificador internacional - Nota de aplicación AN-941 - MOSFET de potencia en paralelo

Su "En resumen" (énfasis agregado):

  • Use resistencias de compuerta individuales para eliminar el riesgo de oscilación parasitaria.
  • Asegúrese de que los dispositivos en paralelo tengan un acoplamiento térmico ajustado .
  • Ecualice la inductancia de fuente común y reduzca a un valor que no afecte en gran medida las pérdidas de conmutación totales a la frecuencia de operación.
  • Reduzca la inductancia parásita a valores que proporcionen sobreimpulsos aceptables a la corriente de funcionamiento máxima.
  • Asegúrese de que la puerta del MOSFET esté mirando hacia una fuente rígida (voltaje) con tan poca impedancia como sea práctico.
  • Los diodos Zener en los circuitos de control de compuerta pueden causar oscilaciones. Cuando sea necesario, deben colocarse en el lado del conductor de las resistencias de desacoplamiento de la puerta.
  • Los condensadores en los circuitos de control de compuerta ralentizan la conmutación, lo que aumenta el desequilibrio de conmutación entre dispositivos y puede causar oscilaciones.
  • Los componentes extraviados se minimizan mediante un diseño ajustado y se igualan mediante la posición simétrica de los componentes y el enrutamiento de las conexiones.
Nick T
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Casi 3 años después, para beneficio de cualquiera que encuentre esto ahora ... La pregunta fue respondida muy bien, pero también agregaría que la oscilación parasitaria puede ser un problema si las puertas están unidas directamente. En general, verá una simple red RC en las puertas para evitarlo. Al igual que.

Mosfets en Paralelo

Los valores pueden ser bastante bajos; típicamente 470ohm Rs y 100pF Cs

Harley Burton
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Creo que la forma más fácil de ver este problema es mirar el drenaje para generar resistencia en la hoja de datos. El peor caso es cuando tiene un dispositivo con la resistencia más baja y el resto con la resistencia más alta. Es solo un simple problema de resistencia paralela calcular cuánta corriente fluirá a través de cada transistor. Solo tenga en cuenta, al seleccionar un dispositivo para darse un poco de banda de seguridad para tener en cuenta la variación de temperatura y los efectos del envejecimiento del dispositivo.

E. Gibson
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Esta no es una respuesta de alta calidad, y no agrega nada a lo que otras respuestas ya han dicho. Usted descuida por completo los efectos importantes, como el coeficiente de resistencia a la temperatura positiva, que proporciona la acción de autoequilibrio que otros han mencionado.
Dave Tweed