並列トランジスタ

複数のトランジスタを並列で使用して、負荷を流れる電流を制御したい。これは、負荷に流れる電流よりも小さい定格コレクタ電流を持つ個々のトランジスタを組み合わせて負荷を制御できるように、負荷に流れる電流をトランジスタに分散することです。

2つの質問：

1. 下の図のような配置はうまく機能しますか？（抵抗値は非常に大まかに近似しているだけです）。

2. 抵抗値の計算方法は？トランジスタのhfe値の範囲を次のように使用することを考えていました。VRの最小値に対して、最小および最大hfe値の最小および最大コレクタ電流を計算します。

ありがとう

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

編集：実際には、R-limitを削除し、ワイパーをR1-R3に接続した状態で、レール全体にVRストレッチを適用します

これは、実際には、BJT（上記のような従来のトランジスタ）とMOSFETの両方を使用する非常に一般的な手法です。BJTを使用すると、個別のトリミングされたベース抵抗を気にする必要はありません。必要なのは、電流共有抵抗またはバラスト抵抗と呼ばれることもあります。たとえば、このデザインを説明したグーグルで最初に見つけたこのページを見てください：

http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_4/16.html

MOSFETを使用する場合、電流共有抵抗はまったく必要ありません。それらは「箱から出して」すぐに並列に接続できます。MOSFETには負のフィードバックが「組み込まれています」。1つのMOSFETがより多くの電流を受け取ると、MOSFETの温度が高くなり、抵抗が増加し、流れる電流の量が減少します。これが、複数のトランジスタを並列に接続する必要があるアプリケーションにMOSFETが通常好まれている理由です。ただし、BJTは電流ゲインがほぼ一定であるため、電流源に組み込むのが簡単です。

トランジスタを並列接続して電流を線形に制御する必要があるアプリケーション（トランジスタを完全にオン/オフに切り替えない）には、BJTが最善の策です。Olin Lathropが言うように、回路は、電流のバランスをとるために、BJTエミッターと直列に抵抗を持つ必要があります。

以下は、エミッタ抵抗の配置を示す最初の回路例です。

$\gamma$

$\frac{(\beta +1) (\text{Vc}-\text{Vbeo} (1-\gamma \text{$\Delta $T1}))}{\text{Rb1}+\text{Re1} (\beta +1)}$

$\beta$

$\beta$$\text{$\Delta $T1}$

したがって、Re1が1オームの場合、100度の温度上昇で約10％の変化があります。この例のエミッタ抵抗には、最大約1.5Wが含まれます。より低い値を使用することもできますが、その場合、変動は大きくなります。Q1とQ2の動作は、VloadとRloadの電圧を除き、ほとんど独立しています。

ただし、実際に電流を制御するには、Vcを調整するフィードバックループが必要になります。また、各トランジスタの電流を実際に一致させるには、各トランジスタのフィードバックループが必要です。

MOSFETSでこれを試さないでください。少なくとも、MOSFETが魔法のように電流を共有することを期待しないでください。

$V_{\text{th}}$$V_{\text{th}}$

どのようにかがわかります。$V_{\text{th}}$$T_j$$g_f$

$V_{\text{th}}$$V_{\text{gs}}$$V_{\text{th}}$$V_{\text{th}}$

$V_{\text{th}}$$V_{\text{th}}$

$V_{\text{gs}}$

電流共有用の線形制御MOSFETの並列化は、各デバイスにフィードバックループを設けることを意味します。

示されている回路は、すべてのトランジスタが等しくなるわけではないため、良いアイデアではありません。部分ごとにゲインに大きなばらつきがあり、BEドロップも正確に一致しません。さらに悪いことに、最終的に最も電流を消費するトランジスタが最も高温になり、BEドロップが低下し、より多くの電流を消費します...

バイポーラトランジスタでこれを回避する最も簡単な方法は、各エミッタに直列に小さな個別の抵抗を配置することです。50Ωの負荷があるため、1Ωのエミッタ抵抗で十分です。ここで、すべてのベースを方向に結び付けます。

トランジスタが他のトランジスタよりも多くの電流を流すと、エミッタ抵抗の電圧が上がります。これにより、他と比較してBE電圧が低下し、ベース電流が減少するため、全体的な出力電流が少なくなります。エミッタ抵抗は基本的に、すべてのトランジスタを大まかにバランスを保ついくつかの負帰還を引き起こします。