MOSFETs paralelos

Quando eu fui para a escola, tínhamos alguns projetos básicos de circuito e coisas assim. Aprendi que isso era uma péssima idéia:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Como a corrente quase certamente não fluirá igualmente sobre esses três fusíveis. Mas eu vi vários circuitos que usam transistores paralelos e MOSFETs, como este:

^{simule este circuito}

Como a corrente flui através deles? É garantido que flua igualmente? Se eu tiver três MOSFETs com capacidade de lidar com 1 A de corrente, poderei extrair 3 A de corrente sem precisar fritar um dos MOSFETs?

Os MOSFETs são um pouco incomuns, pois se você conectar vários deles em paralelo, eles compartilham a carga muito bem. Essencialmente, quando você liga o transistor, cada um terá uma resistência ligeiramente diferente e uma corrente ligeiramente diferente. Aqueles que carregam mais corrente esquentam mais e aumentam sua resistência. Isso então redistribui um pouco a corrente. Desde que a comutação seja lenta o suficiente para que o aquecimento aconteça, ele fornece um efeito natural de balanceamento de carga.

Agora, o balanceamento de carga natural não é perfeito. Você ainda vai acabar com algum desequilíbrio. Quanto vai depender de quão bem os transistores são compatíveis. Vários transistores em um dado serão melhores do que transistores separados e da mesma idade, do mesmo lote, ou que foram testados e combinados com um similar, ajudarão. Mas, como um número bastante aproximado, espero que você possa alternar cerca de 2,5A com três MOSFETs de 1A. Em um circuito real, seria prudente examinar as folhas de dados e as notas de aplicação do fabricante para ver o que eles recomendam.

Além disso, esse circuito não é exatamente o que você deseja. Seria melhor usar os MOSFETs do tipo N para comutação do lado inferior. Ou, se você quiser continuar com a alternância do lado superior, obtenha alguns MOSFETs do tipo P. Você também precisará de um resistor posicionado adequadamente para garantir que os portões não estejam flutuando quando o interruptor estiver aberto.

Observe que os MOSFETs contam com igual distribuição de corrente, mesmo na escala de dispositivo único. Ao contrário dos modelos teóricos em que o canal é representado como uma linha entre a fonte e o dreno, dispositivos reais tendem a distribuir a região do canal sobre a matriz para aumentar a corrente máxima:

^{(a região do canal é distribuída em padrão hexagonal. a foto é tirada daqui )}

Partes do canal podem ser consideradas como MOSFETs separados conectados em paralelo. A distribuição atual em partes do canal é quase uniforme, graças ao efeito de balanceamento de carga natural @Jack B descrito.

Retificador Internacional - Nota de Aplicação AN-941 - MOSFETs de Potência Paralela

O "Resumo" (ênfase adicionada):

• Usar resistores de porta individuais para eliminar o risco de oscilação parasitária.
• Verifique se os dispositivos paralelos têm um acoplamento térmico apertado .
• Equalize a indutância da fonte comum e reduza-a a um valor que não afeta muito as perdas totais de comutação na frequência de operação.
• Reduza a indutância perdida para valores que ofereçam excedentes aceitáveis ​​na corrente operacional máxima.
• Verifique se o portão do MOSFET está olhando para uma fonte rígida (tensão) com a menor impedância possível.
• Os diodos Zener nos circuitos de acionamento de gate podem causar oscilações. Quando necessário, eles devem ser colocados no lado do driver do resistor (s) de desacoplamento da porta.
• Os capacitores nos circuitos de acionamento de porta diminuem a comutação, aumentando assim o desequilíbrio de comutação entre os dispositivos e podem causar oscilações.
• Os componentes perdidos são minimizados por um layout rígido e equalizados pela posição simétrica dos componentes e roteamento das conexões.

Quase três anos depois, para o benefício de alguém encontrar isso agora ... A pergunta foi respondida muito bem, mas eu também acrescentaria que a oscilação parasitária pode ser um problema se os portões estiverem amarrados diretamente. Geralmente, você verá uma simples rede RC nos portões para evitá-la. Igual a.

Os valores podem ser bem baixos; tipicamente 470ohm Rs e 100pF Cs

Eu acho que a maneira mais fácil de analisar esse problema é examinar o dreno para obter resistência na folha de dados. O pior caso é quando você tem um dispositivo no nível mais baixo de resistência e o restante na resistência mais alta. É apenas um simples problema de resistência paralela para calcular quanta corrente fluirá através de cada transistor. Lembre-se de que, ao selecionar um dispositivo para fornecer uma faixa de proteção para explicar a variação de temperatura e os efeitos do envelhecimento do dispositivo.