L'utilisation de transistors avec une tension de grille (ou de base) limitée les fera limiter le courant, ce qui introduira une chute de tension importante à travers le transistor, ce qui entraînera une dissipation d'énergie. Ceci est considéré comme mauvais, gaspillant de l'énergie et raccourcissant la durée de vie du composant.
C'est mauvais lorsque le transistor est destiné à être utilisé comme interrupteur. Si vous avez l'intention de l'utiliser en mode linéaire, alors c'est le mode de fonctionnement prévu et parfaitement bien. Cependant, certaines conditions doivent être respectées afin de ne pas l'endommager:
1) Température maxi de la filière, c'est-à-dire Puissance x Rth
Rth est la "Résistance thermique de la filière à l'air" qui est la somme des résistances thermiques:
- boîtier de jonction, voir fiche technique, dépend de la construction interne de la pièce
- dissipateur de chaleur, dépend du TIM (matériau d'interface thermique, graisse, silpad, etc., qu'il soit isolant ou non) et dépend également de la surface du TIM (un gros boîtier comme TO247 a beaucoup plus que TO220, donc il aura Rth inférieur)
- dissipateur thermique qui dépend de la taille du dissipateur thermique, du débit d'air, que vous utilisiez un ventilateur ou non, etc.
Pour une faible puissance (quelques watts), vous pouvez utiliser le plan de masse du PCB comme dissipateur de chaleur, il existe de nombreuses façons de le faire.
2) Zone d'exploitation sûre (SOA)
C'est là que votre transistor souffle.
Lorsqu'ils fonctionnent en mode linéaire (sans commutation), les BJT et les MOSFET conduisent plus de courant pour les mêmes Vgs (ou Vbe) lorsqu'ils sont chauds. Ainsi, si un point chaud se forme sur la filière, il conduira une densité de courant plus élevée que le reste de la filière, puis ce point chauffera plus, puis absorbera plus de courant, jusqu'à ce qu'il souffle.
Pour les BJT, cela est connu sous le nom d'emballement thermique ou de deuxième panne, et pour les MOSFET, il s'agit de points chauds.
Cela dépend fortement de la tension. Le point chaud se déclenche à une densité de puissance (dissipation) spécifique sur la puce de silicium. À un courant donné, la puissance est proportionnelle à la tension, donc à des tensions faibles, elle ne se produira pas. Ce problème se produit à des tensions "élevées". La définition de "highish" dépend du transistor et d'autres facteurs ...
Il était de notoriété publique que les MOSFET étaient plutôt à l'abri de cela, "plus robustes que les BJT", etc.
Par exemple, vérifiez ce FQP19N20, fiche technique page 4 fig 9, "zone de fonctionnement sûre". Notez qu'il est spécifié pour DC, et le graphique a une ligne horizontale en haut (courant max), une ligne verticale à droite (tension max) et ces deux lignes sont reliées par une seule ligne diagonale qui donne la puissance max. Notez que ce SOA est optimiste, car il est à Tcase = 25 ° C et dans d'autres conditions, si le dissipateur thermique est déjà chaud, bien sûr, le SOA sera plus petit. Mais ce transistor est OK avec un fonctionnement en mode linéaire, il ne sera pas hotspot . Idem pour le bon vieux IRFP240 qui est couramment utilisé dans les amplificateurs audio avec un grand succès.
Regardez maintenant le lien publié par τεκ, il montre des graphiques SOA avec une ligne supplémentaire à droite, avec une pente descendante très abrupte. C'est à ce moment que le point chaud se produit. Vous ne voulez pas utiliser ces types de transistors FET dans une conception linéaire.
Cependant, dans les FET et les BJT, le point chaud nécessite des tensions élevées par rapport à la tension maximale. Donc, si votre transistor a toujours un Vce ou Vds de quelques volts (ce qu'il devrait avoir dans ce scénario), il n'y aura pas de problème. Vérifiez le transistor SOA. Par exemple, vous pouvez utiliser une source de courant basée sur un ampli op , mais vous rencontreriez les mêmes problèmes à faible courant en fonction de la tension de décalage d'entrée de l'opamp.
Une meilleure solution à votre problème ...
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
A gauche: vous pouvez PWM un FET ou l'autre. Les différentes résistances de drain déterminent le courant au réglage PWM maximum. Lorsque le PWM pour le FET gauche atteint zéro, vous pouvez continuer à diminuer le PWM de l'autre FET. Cela vous donne un contrôle beaucoup plus fin dans les faibles intensités lumineuses.
C'est essentiellement comme un DAC de puissance 2 bits avec des poids de bits que vous pouvez ajuster en choisissant des valeurs de résistance (et vous devez ajuster les résistances en fonction de ce dont vous avez besoin).
À droite, c'est la même chose, mais un BJT câblé comme dissipateur de courant fournit un contrôle analogique à faible intensité.
Je recommanderais d'aller avec celui de gauche car c'est le plus simple et vous avez probablement déjà toutes les pièces.
Une autre bonne solution consiste à utiliser un pilote de LED à courant constant de commutation avec un courant moyen réglable. Il s'agit de la solution la plus efficace pour les LED haute puissance. Cependant, si vous conduisez une bande LED, cela n'aidera pas beaucoup en termes d'efficacité, car les résistances de la bande LED consomment toujours de l'énergie.