Bipoliniai ir lauko efekto tranzistoriai - koks skirtumas

Srovė arba laukas

Daugelis žmonių, vienaip ar kitaip susidūrę su elektronika, turėtų būti žinomi pagrindiniai lauko efekto įtaisai ir bipoliniai tranzistoriai. Bent jau iš pavadinimo „lauko efekto tranzistorius“ akivaizdu, kad jį kontroliuoja sklendės elektrinis laukas, tuo tarpu bipolinis tranzistorius, valdomas bazine srove.

Srovė ir laukas - skirtumas kardinalus. Bipoliniams tranzistoriams kolektoriaus srovė valdoma keičiant bazės valdymo srovę, o lauko efekto tranzistoriaus nutekėjimo srovei valdyti pakanka pakeisti tarp vartų ir šaltinio taikomą įtampą, nebereikia valdymo srovės.

FETs greičiau

Kuri tranzistoriai geresnis laukas ar dvipolis? Lauko efekto tranzistorių pranašumas, palyginti su bipoliais, yra akivaizdus: lauko efekto tranzistoriai turi didelę įvesties varžą nuolatinėje srovėje, ir net valdymas dideliu dažniu nesukelia didelių energijos sąnaudų.

Lauke veikiančiuose tranzistoriuose nėra mažuminių krūvininkų kaupimosi ir rezorbcijos, todėl jų greitis yra labai didelis (kaip pažymėjo galios įrenginių kūrėjai). Ir kadangi pagrindinių krūvininkų perkėlimas yra atsakingas už lauko efektų tranzistorių amplifikaciją, lauko efekto tranzistorių efektyviosios amplifikacijos viršutinė riba yra didesnė nei bipolinių.

Taip pat pažymime aukštą temperatūros stabilumą, žemą trukdžių lygį (dėl to, kad trūksta mažumos įkrovos nešiklių, kaip nutinka bipoliuose nešikliuose), ir taupumą energijos sąnaudų atžvilgiu.

Skirtinga reakcija į šilumą

Jei bipolinis tranzistorius įkaista prietaiso veikimo metu, tada kolektoriaus-emiterio srovė padidėja, tai yra, bipolinių tranzistorių atsparumo temperatūros koeficientas yra neigiamas.

Lauke yra atvirkščiai - nutekėjimo šaltinio temperatūros koeficientas yra teigiamas, tai yra, kylant temperatūrai, didėja ir kanalo pasipriešinimas, tai yra, mažėja kanalizacijos šaltinio srovė. Ši aplinkybė lauko efekto tranzistoriui suteikia dar vieną pranašumą, palyginti su bipoliais: lauko efekto tranzistoriai gali būti saugiai jungiami lygiagrečiai, o išlyginamieji rezistoriai jų kanalizacijos grandinėse nebus reikalingi, nes atsižvelgiant į apkrovos padidėjimą, kanalo varža taip pat automatiškai padidės.

Taigi, norėdami pasiekti aukštą perjungimo srovę, galite lengvai surinkti sudėtinį raktą iš kelių lygiagrečių lauko efektų tranzistorių, kurie praktikoje naudojami daug, pavyzdžiui, keitikliuose (žr. Kodėl šiuolaikiniai inverteriai naudoja tranzistorius, o ne tiristorius).

Bet bipoliniai tranzistoriai negali būti tiesiog lygiagretūs, jiems būtinai reikia srovės išlyginamųjų varžų emiterių grandinėse. Priešingu atveju dėl galingo kompozicinio rakto disbalanso vienas iš bipolinių tranzistorių anksčiau ar vėliau turės negrįžtamą terminį sugedimą. Laukiniams sudėtiniams klavišams pavadintai kompozicinei problemai beveik negresia grėsmė. Šios būdingos šiluminės savybės yra susijusios su paprasto n- ir p-kanalo savybėmis p-n sankryžakurie iš esmės skiriasi.

Tų ir kitų tranzistorių apimtys

Skirtumai tarp lauko ir bipolinių tranzistorių aiškiai atskiria jų taikymo sritį. Pvz., Skaitmeninėse schemose, kur reikalingas minimalus srovės suvartojimas budėjimo būsenoje, lauko efekto tranzistoriai šiandien naudojami daug plačiau. Analogiškose mikroschemose lauko efekto tranzistoriai padeda pasiekti aukštą stiprinimo charakteristikų tiesiškumą plačiame tiekimo įtampos ir išėjimo parametrų diapazone.

Ritinės-ritės grandinės šiandien yra patogiai įgyvendinamos su lauko efekto tranzistoriais, nes lengvai pasiekiamas išėjimo įtampos, kaip įėjimo signalo, diapazonas, beveik sutampa su maitinimo įtampos lygiu. Tokios grandinės gali tiesiog sujungti vieno išėjimą su kito įėjimu, o rezistoriams nereikia jokių įtampos ribotuvų ar daliklių.

Kalbant apie bipolinius tranzistorius, išlieka jų tipiniai pritaikymai: stiprintuvai, jų pakopos, moduliatoriai, detektoriai, loginiai keitikliai ir tranzistorių loginės grandinės.

Lauko laimėjimas

Neįtikėtini lauko efekto tranzistoriais pastatytų prietaisų pavyzdžiai yra elektroniniai laikrodžiai ir nuotolinio valdymo pultas televizoriui. Dėl CMOS struktūrų naudojimo šie įrenginiai gali veikti net keletą metų iš vieno miniatiūrinio energijos šaltinio - baterijos ar akumuliatoriaus, nes jie praktiškai nenaudoja energijos.

Šiuo metu lauko efekto tranzistoriai vis dažniau naudojami įvairiuose radijo įrenginiuose, kur jie jau sėkmingai pakeičia bipolinius. Jų naudojimas radijo perdavimo įrenginiuose leidžia padidinti nešiklio signalo dažnį, suteikiant tokiems įrenginiams didelį atsparumą triukšmui.

Turėdami žemą pasipriešinimą atviroje būsenoje, jie naudojami didelės galios garso dažnio stiprintuvų (Hi-Fi) galiniuose etapuose, kur vėl sėkmingai keičiami bipoliniai tranzistoriai ir netgi elektroniniai vamzdeliai.

Didelės galios įrenginiuose, tokiuose kaip minkšti starteriai, Bipoliniai tranzistoriai su izoliuotais vartais (IGBT) - prietaisai, sujungiantys tiek bipolinius, tiek lauko efekto tranzistorius, jau sėkmingai keičiasi tiristoriai.

Taip pat žiūrėkite: Tranzistorių tipai ir jų ypatybės