Die Legende von den problemlos parallel betreibbaren MOSFET. Analogbetrieb geht wirklich nur mit speziellen "veraltete Technologie" lateralen MOSFET.
Aber der Schalterbetrieb MUSS funktionieren! Wenn die Transistoren auch sauber geschaltet werden...
Mit den hier zu erwartenden Leitungslängen wird das eher ein breitbandiger Knallfunkensender im Frequenzbereich 100..500 Hz (1 Farad + 100 Nanohenry (10 cm Drahtlänge) = 503 Hz) mit parasitären Resonanzen im zweistelligen MHz-Bereich. Erstmal gibt das einen stark gedämpften
Serienschwingkreis aus HiFiCap, Zuleitungen, FETs und Schweißstelle, der ist im Schaltbild klar zu erkennen. Bei passend geringen Verlusten pulsiert die Energie ein paarmal zwischen Spule und Kondensator hin und her, der Kondensator wird zwischendurch mehrmals umgepolt! Mit träumerischen 1 Milliohm Gesamtverlustwiderstand ist die Schwingkreisgüte aber schon bei 0,3 - da wird die Spannung schnell kleiner, der Elko hält das problemlos aus wenn er nicht den größten Widerstand beinhaltet. Ein Schuß sind ja bloß 144 Wattsekunden, die Wiederholrate dürfte nicht hoch sein.
Parasitäre Resonanzen entstehen während die FETs nicht völlig gleichzeitig einschalten. Dann wird Energie durch den relativ kleinen Kreis der Verbindungsleitungen zwischen den schon halbwegs geschalteten Transistoren und der Kapazität der noch nicht geschalteten Transistoren gepumpt. Die Anregungsenergie stammt aus der Teilinduktivität der Verbindungsleitungen. Die Kombination der parasitären Gehäuseinduktivitäten - hier speziell der Source-Zuleitung - mit den erheblichen Sperrschichtkapazitäten ergibt wunderbare Oszillatoren, deren hochfrequente Wechselspannung - besonders in Verbindung mit diversen Gate-Schnellabschaltdioden - dazu führt daß sich die Transistoren deutlich länger als geplant im Analogbetrieb aufhalten. Das betrifft vor Allem die hier glücklicherweise nicht relevante Ausschaltphase, dürfte hier aber trotzdem Ursache des Problems sein. 20 nH + 1 nF schwingt bei 35 MHz, die 100 nH Zuleitung sind eine wunderbare Speisedrossel und die Hochfrequenz wird vollständig in den Halbleitern verbraten.
Abstellen lassen sich solche Oszillatoren meist mit Gate-Vorwiderständen, bei diesen FETs sollten 10 Ohm ausreichen.
Trotzdem ist die verteilte Source-Streu- und Verbindungsinduktivität eine weitere Ursache ungleichmäßigen Schaltens und Oszillationen. Die externe Induktivität läßt sich teilweise ausschließen, indem die Ansteuerung der Transistoren nicht per harter Parallelschaltung durchgeführt wird sondern jeder Transistor seine eigene Zuführungsleitung bekommt. Dazu zählt speziell die so oft vernachlässigte Hurenleitung "Masse"! Es werden also von jedem Transistor bis zur Ansteuerung gleichlange, eventuell verdrillte Zweidrahtleitungen verlegt. Puristen spendieren sogar jeweils noch eine Ferritperle. Damit wird zuverlässig verhindert daß sich Lastströme auf der Ansteuerseite bemerkbar machen.
Die Parallelschaltung auf der Leistungsseite muß mechanisch nicht in Kreisform gestaltet sein, es geht auch parallel. Aber nicht mit zwei womöglich versilberten Kupferschienen, sondern mit verzinnter Litze oder gar Büchsenblech. Der Skineffekt im schlecht leitenden Zinn dämpft ebenfalls die Kurzwellenresonanzen.
Zum Schluß noch eine Zeichnung mit den hier beteiligten Bauteilen, die mechanische Anordnung ist ebenfalls zu beachten. Zwischen Eingangs-"Masse" und Lastkreis-"Masse" darf keine weitere Verbindung sein!
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Nochwas: Wenn die Gate-Vorwiderstände fehlen, ist auch an der Stelle in Verbindung mit dem Relaisgeschalteten Low-ESR-Ansteuerelko ein Schwingkreis hoher Güte vorstellbar, der nicht zwingend den gewünschten Erfolg bringt.
Die Berechnung der Resonanzfrequenz (läßt sich auch messen) zeigt zudem daß soo schnell garnicht geschaltet werden muß. Und selbst mit 100 Ohm in den Gatezuleitungen und 10 Volt Ansteuerspannung ist die Einschaltzeit deutlich unter einer Mikrosekunde! Um einen FET vollständig einzuschalten werden 60 nC gebraucht, dafür reicht ein Kondensator von 100 nF, der von seiner ursprünglichen Spannung gerade mal 0,6 Volt verliert...