Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Transistoren Parallelschaltung


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von Dieter (Gast)


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Hierzu gibt es einen alten Thread:
Beitrag "Parallelschaltung Bipolar Transistoren"

Nicht schlecht fand ich die Lösungsidee einer Audioendstufe mit jeweils 
40x BC546 und BC556 in Parallelschaltung mit jeweils einem 
Emitterwiderstand von 2,2 oder 4,7 Ohm.

Auf so etwas man erst mal kommen. Als Vorteil kann eine deutlich höhere 
Verstärkung gegenüber einem vergleichbaren Leistungstransistor 
mitgenommen werden. Allerdings spuckt die Suchmaschine den nicht mehr 
aus um den Link hier zu setzen.

Diese kommt dem schon recht nahe:
http://www.hifi-forum.de/viewthread-71-10880.html
Der Post #22 erstellt: 13. Jul 2013, 20:25, knönnte nach meiner 
Erinnerung fast der Schaltplan sein. Der Aufbau war auf 
Lochrasterplatine. So um die 10W müßte der Verstärker gehabt haben.

So aufwendig wie dort war die Schaltung nicht:
https://www.old-fidelity-forum.de/thread-42077-post-1405053.html#pid1405053

von Mitternachtsmann (Gast)


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Was wäre jetzt die Frage?

Parallelschaltung von Transistoren ist nichts Neues. OB es für 
HIFI-Anwendungen tauglich ist, kann ich nicht einschätzen. Gefühlsmäßig 
haben die Transistoren alle eine starke Streuung, sodass sich mehrere 
Knicke überlagern und zu einer unkontrollierbaren Kennlinie werden. Man 
darf allerdings hoffen, dass sich das ordentlich verschmiert.

Dieter schrieb:
> So um die 10W müßte der Verstärker gehabt haben.
Die Transistoren packen aus der Erinnerung etwa 100mW ohne zu 
überhitzen. Wenn maximal die Hälfte am R kleben bleibt, sind das 50x40 = 
2W ohne Kühlung und 5W ohne nennenswerte Verzerrung. Kann also hinkommen 
für einen AB.

Ich frage mich aber nur, ob man nicht mit 4 Leistungstransistoren der 
50W-Klasse, deren Kennlinien überlagert werden, nicht besser fährt. Das 
sind 200W Voll und im Betrieb 50W verzerrungsarm.

von Thomas U. (thomasu)


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Dieter schrieb:
> Auf so etwas man erst mal kommen.
Ich weis nicht, was man zu sich genommen haben muss, um so eine 
Schaltung zu definieren: Diese Ausgleichswiderstände von 2-4 Ohm sind 
Leistungsverschwender, da sie in der Grrößenordnung der Last durch den 
Lautsprecher liegen.

von Old (Gast)


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Im „HiFi-Bereich“ wird viel Unsinn mit unsinnigen Versprechungen 
gemacht. Die „HiFi-Freaks“ nehmen das dann gerne für viel Geld ab.

von ArnoR (Gast)


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Thomas U. schrieb:
> Ich weis nicht, was man zu sich genommen haben muss, um so eine
> Schaltung zu definieren: Diese Ausgleichswiderstände von 2-4 Ohm sind
> Leistungsverschwender, da sie in der Grrößenordnung der Last durch den
> Lautsprecher liegen.

Nein, denn von diesen Ausgleichswiderständen liegen ja jeweils 40 Stück 
parallel. Damit ist man wieder genau in der gleichen Größenordnung wie 
bei üblichen Schaltungen mit 1 oder 2 Leistungstransistoren.

Etwas vergleichbares mit ~1000 JFets ist hier gemacht worden:

https://www.firstwatt.com/pdf/art_beast.pdf

Das Thema hat übrigens in "Digitale Signalverarbeitung, DSP ..." nichts 
zu suchen.

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter schrieb:
> Nicht schlecht fand ich die Lösungsidee

Ja, Dieter halt.

Na ja, 11.11. war Karneval.

In Endstufen muss man halt mehrer Transistoren parallel schalten, wenn 
einer nicht ausreicht, bei 2kW Endstufen sind teilweise 40 Transistoren 
parallel geschaltet über Emitterausgleichswiderstände.

Und intern im Leistungstransistor "multi perforated Emitter" sind 
letztlich auch nur tausend kleine Transistoren parallel geschaltet, nur 
halt besser als das mit einer Wühlkiste voller BC547 je gemacht werden 
kann.

Noch nie reingeguckt ?

Aber in Vorstufen ist die Parallelschaltung grober Quatsch. Ja, 
Transistorendaten schwanken, und Parallelschaltung reduziert den 
Rauschpegel , aber EIN schlechter Transistor rauscht mehr als man durch 
Parallelschaltung mehrerer rausholen kann, er reisst die ganze 
Eingangsstufe runter.

Also besser man baut nicht 20 Transistoren parallel, sondern selektiert 
von den 20 denjenigen mit der besten Rauschzahl und baut nur den ein, 
lässt die anderen 19 weg. Denn man muss ja nun nichts mit schlechteren 
Daten parallel schalten.

: Bearbeitet durch User
von Käferlein (Gast)


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Dieter schrieb:
> Auf so etwas man erst mal kommen.

Kauf dir einen Power Mosfet. Da ist die Parallelschaltung
schon integriert.

von Kolja L. (kolja82)


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Old schrieb:
> Die „HiFi-Freaks“ nehmen das dann gerne für viel Geld ab.

Ne, die Menschen die viel Geld ausgeben möchten gerne "High-End" Freaks 
genannt werden.

von Thomas U. (thomasu)


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ArnoR schrieb:
> Nein, denn von diesen Ausgleichswiderständen liegen ja jeweils 40 Stück
> parallel.
Jeder einzelne Pfad für sich hat aber bis zu 4 Ohm drin, damit ist das 
mehr, als ein Lautsprecher hat. Dessen 4 Ohm sind bekanntlich nur zu 
einem geringen Teil ohmsch. So wird ein Großteil der Leistung in den R 
verbraten.

Nimmt man nur einen Transistor, braucht es diese Ausgleichswiderstände 
für die eventuellen Quersströme nicht und die Schaltung wird 
effizienter.

Michael B. schrieb:
> Und intern im Leistungstransistor "multi perforated Emitter" sind
> letztlich auch nur tausend kleine Transistoren parallel geschaltet,
Dort gibt es keine zusätzlichen R, um Querströme zu verhindern, deshalb 
ist der ja mikroperforiert. Die Strukturen sind so beschaffen, dass das 
Schaltverhalten der einzelnen Bereiche (ich würde nicht von Transistoren 
sprechen) gleichförmig sind.

von ArnoR (Gast)


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Thomas U. schrieb:
> Jeder einzelne Pfad für sich hat aber bis zu 4 Ohm drin, damit ist das
> mehr, als ein Lautsprecher hat.

Das ist doch irrelevant. Ein Zahlenbeispiel:

Stell dir einfach vor, es sollen 4A in den Lautsprecher fließen und es 
sind 40 Transistoren je Seite mit je 4Ohm Emitterwiderstand parallel 
geschaltet. Dann fließt durch jeden Transistor und jeden 
Emitterwiderstand ein Strom von 100mA und der erzeugt daran einen 
Spannungsabfall von 400mV. Und das gilt dann für die gesamte Anordnung! 
Die Emitterwiderstände wirken alle parallel und ergeben einen 
resultierenden Widerstand von 0,1Ohm.

von ArnoR (Gast)


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Thomas U. schrieb:
> Nimmt man nur einen Transistor, braucht es diese Ausgleichswiderstände
> für die eventuellen Quersströme nicht und die Schaltung wird
> effizienter.

Nein, die Emitterwiderstände werden in AB-Endstufen immer gebraucht und 
die sind auch in allen Schaltungen mit nur einem Transistor je Seite 
vorhanden. Der Grund ist die thermische (In-)Stabilität der Schaltung. 
Ohne die Emitterwiderstände steigt der Ruhestrom bis zur Zerstörung der 
Transistoren an, dagegen hilft auch die thermische Ankopplung des 
Vbe-Multipliers nicht.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas U. schrieb:
> Dort gibt es keine zusätzlichen R, um Querströme zu verhindern

Querströme ? Falsche Richtung.

Emitterwiderstände dienen in der Parallelschaltung der zur (halbwegs 
gleichmässigen) Stromverteilung.

Natürlich hat auch ein Transistor ohne externen extra-Widerstand einen 
Emitterwiderstand, statt als RE als Re bezeichnet, intern, weil 
Halbleitermaterial ja auch einen Widerstand hat.

Der Hersteller macht das schon richtig, damit kein

Thomas U. schrieb:
> Bereiche (ich würde nicht von Transistoren sprechen)

des Transistors übermässig viel Strom abbekommt und daher punktuell 
überhitzt bzw. beschreibt das verträgliche in der SOA Kurve.

Aber es ist schon so, daß ein grosser Transistor intern einfach mehrere 
kleine sind, das ist mal mehr und mal weniger deutlich auf dem Chip 
sichtbar, vor allem bei MOSFETs.

https://www.richis-lab.de/2SC2922.htm

https://www.richis-lab.de/Bipolar15.htm

von Dieter (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Das Thema hat übrigens in "Digitale Signalverarbeitung, DSP ..." nichts
> zu suchen.

Das lag am Auswahlfenster des Forums. Ich hatte nicht bemerkt, dass das 
nach dem Klicken "Vorschau" vor dem Posten sich das verstellt hatte auf 
den obersten Auswahleintrag.

ArnoR schrieb:
> Damit ist man wieder genau in der gleichen Größenordnung wie
> bei üblichen Schaltungen mit 1 oder 2 Leistungstransistoren.

Danke und genau so ist es.

Käferlein schrieb:
> Da ist die Parallelschaltung schon integriert.

Das ist mir bekannt. Vorwiegend sind das aber die Typen mit schlechter 
DC-Kennlinie im SOA-Diagramm.

Genau das Verhalten verbessern die jeweiligen Widerstände vor dem 
Emitter.

Glaube die Idee dahinter war ohne Kühlkörper auszukommen und zwei 
herumliegende Tüten voll dieser Kleinsignaltransistoren zu verbrauchen.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Dieter schrieb:
> Glaube die Idee dahinter war ohne Kühlkörper auszukommen und zwei
> herumliegende Tüten voll dieser Kleinsignaltransistoren zu verbrauchen.

Ohne Kühlkörper auszukommen, indem die Fläche auf viele Transistoren 
verteilt wird, die in Summe wahrscheinlich eine noch größere Fläche in X 
und Y verbrauchen, statt durch Kühlrippen Z mitzubenutzen, ist aber 
nicht so eine ganz großartige Idee.

Transistorkaskadierung macht man eigentlich nur, um deutlich über die 
Einzelleistung eines Einzelnen hinweg zu kommen. Ich hatte das mal in 
einem Teilchenbeschleunigerprojekt, wo etliche kA geschaltet werden 
mussten.

Das erfordert aber ein sauber kalibriertes Ansteuersystem, damit die 
Transistoren wirklich gleich schalten, was seine Grenzen hat, weil die 
Kennlinien auch bei selektierten Typen recht stark abweichen. Es kommt 
also zu einer ziemlichen Verschmierung von Schaltkennlinien und zu 
unausgelichenem Stromverhalten.

Um das 10-fache eines Einzelstrangs zu schalten, darf man daher mal 
locker 12 Transistoren und mehr vorsehen. Beim 100-fachen wahrscheinlich 
150.

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