Op 27 september 2019 15:57:47 schreef maartenbakker:
Vandaar mijn vergelijking met LED's (gaat niet helemaal op want die versterken niet). Is die relatie soms sterk omdat de stroom zeer sterk afhangt van de spanning? De transistor dwingt, net als de LED, de B-E spanning af waardoor je hem in veel schakelingen met stroom zult moeten sturen om een bruikbaar resultaat te verkrijgen. Dat is weliswaar op Jip & Janneke niveau en geen volledige modellering, maar voor het begrip van een schakeling is dat wel een zeer belangrijke manier om ernaar te kijken (ook voor het selecteren op B-E spanning dat je al noemt).
De vergelijking met LEDs is op zich juist, het is immers een diode, maar de verschillen in materialen veranderen alle getallen in de formule. Zo is het parallel schakelen van LEDs minder problematisch dan bij transistoren doordat ze een hogere intrinsieke weerstand hebben dan transistoren, waar het minimaliseren ervan een expliciet doel is, en bij LEDs zijn andere (tamelijk complexe) overwegingen belangrijk.
In een transistor is de truc dat je met een basisspanning een stroom ladingsdragers vanuit de emitter (zij het elektronen (in NPN) of gaten (in PNP) genereert, die in het ideale geval de basis voorbijschieten, en zo in de collector terecht komen (nu wordt de oorsprong van de namen emitter en collector wellicht ook wat duidelijker). Het feit dat er nog stroom door de de basis moet vloeien ligt in het feit dat die niet oneindig dun gemaakt kan worden, waardoor er daar ladingsdragers recombineren die vervolgens opnieuw gegenereerd moeten worden door een externe bron. Geen enkele transistor is echter ontworpen om een zo voorspelbaar mogelijke basisgeometrie te hebben, maar eerder om de imperfecties (de basisstroom) te minimaliseren zonder acht te slaan op de resterende waarde ervan. Je kunt beter twee transistoren hebben met hFE=60±20 dan twee met hFE=20±2.
Als je gelijke geometrie transistoren parallel zet dan zal de emitterstroom primair afhankelijk zijn van de basisspanning. Zelfs al verschillen ze 4:1 in stroomversterking zal de emitterstroom afhangen van de basisspanning, en de basisstroom zal zich 1:4 verdelen over de transistoren. Daarom werken stroomspiegels ook zo goed zelfs zonder matching, je kunt zonder meer twee gelijke typen transistoren parallel zetten en de collectorstroom zal zich nagenoeg 1:1 verdelen. Nadeel bij vermogenstransistoren is dat de warmte-ontwikkeling invloed heeft op de grootte van IES. Een verschil in temperatuur beïnvloedt en de uiteindelijke stroom best sterk: als vuistregel voor die verandering vond ik een verdubbeling per 10°C temperatuur, wat een exponentiële karakteristiek is net als die van basisspanning.
Dat impliceert ook dat verschillen in geometrie een probleem zijn, en als je niet kunt vaststellen of de 'dies' in beide transistoren (de originelen en de nieuwe MJ15024/5) op dezelfde manier zijn gemaakt (processen ontwikkelen zich met de tijd) dan kan je er dus ook niet van uit gaan dat transistoren zich parallel laten schakelen. In dit geval zal een 0,5Ω emitterweerstand de spanning-/stroomkarakteristiek boven circa 200mA/transistor sowieso domineren en is matching op UBE voornamelijk van academische aard. De spanning over de emitterweerstanden zal worden gedomineerd door de collectorstroom en niet door de basisstroom, die is klein zodat een versterkingsmismatch tussen de transistoren hooguit een paar tientallen mV over de emitterweerstanden (en dus de emitterstroom) aan verschil zal opleveren.