Tranzistoare cu efect bipolar și de câmp - care este diferența

Curent sau câmp

Majoritatea oamenilor, într-un fel sau altul, confruntați cu electronica, dispozitivul de bază al tranzistorilor cu efect de câmp și bipolar ar trebui să fie cunoscut. Cel puțin din denumirea „tranzistor cu efect de câmp”, este evident că este controlat de câmp, câmpul electric al obturatorului, în timp ce tranzistor bipolar controlat de curent de bază.

Curent și câmp - diferența este cardinală. Pentru tranzistoarele bipolare, curentul colectorului este controlat prin schimbarea curentului de control al bazei, în timp ce pentru a controla curentul de scurgere a tranzistorului cu efect de câmp, este suficient să schimbați tensiunea aplicată între poartă și sursă și nu mai este nevoie de curent de control.

FET-uri mai rapid

ce tranzistori câmp mai bun sau bipolar? Avantajul tranzistoarelor cu efect de câmp, în comparație cu cele bipolare, este evident: tranzistoarele cu efect de câmp au o rezistență mare la intrare în curent continuu, iar chiar și controlul la o frecvență ridicată nu duce la costuri semnificative de energie.

Acumularea și resorbția transportatorilor cu încărcare minoritară sunt absente la tranzistoarele cu efect de câmp, motiv pentru care viteza lor este foarte mare (după cum au remarcat dezvoltatorii echipamentelor electrice). Și având în vedere că transferul principalelor purtătoare de încărcare este responsabil pentru amplificarea tranzistoarelor cu efect de câmp, limita superioară a amplificării efective a tranzistoarelor cu efect de câmp este mai mare decât cea a celor bipolare.

Aici remarcăm, de asemenea, stabilitatea la temperatură ridicată, un nivel scăzut de interferență (din cauza lipsei de injecție a transportatorilor cu încărcare minoritară, așa cum se întâmplă la purtătorii bipolari) și economia în ceea ce privește consumul de energie.

Reacție diferită la căldură

Dacă tranzistorul bipolar se încălzește în timpul funcționării dispozitivului, atunci curentul colector-emițător crește, adică coeficientul de temperatură de rezistență al tranzistoarelor bipolare este negativ.

În câmp, opusul este adevărat - coeficientul de temperatură al sursei de scurgere este pozitiv, adică odată cu creșterea temperaturii crește și rezistența canalului, adică curentul sursă de scurgere scade. Această circumstanță oferă tranzistorului cu efect de câmp încă un avantaj față de cele bipolare: tranzistorii cu efect de câmp pot fi conectați în siguranță în paralel, iar egalizarea rezistențelor în circuitele de drenare ale acestora nu va fi necesară, deoarece în conformitate cu creșterea sarcinii, rezistența canalului va crește automat.

Așadar, pentru a obține curenți de comutare mari, puteți apela cu ușurință o cheie compusă din mai multe tranzistoare cu efect de câmp paralel, care este folosită foarte mult în practică, de exemplu la invertoare (vezi - De ce invertoarele moderne folosesc tranzistoare și nu tiristori).

Dar tranzistoarele bipolare nu pot fi doar paralizate, ci au nevoie neapărat de rezistențe la nivel de curent în circuitele emițătoarelor. În caz contrar, din cauza unui dezechilibru al unei chei compuse puternice, unul dintre tranzistoarele bipolare va avea mai devreme sau mai târziu o degradare termică ireversibilă. Problema compozitului numit aproape că nu este amenințată de tastele compuse din câmp. Aceste caracteristici termice caracteristice sunt asociate cu proprietățile unui simplu n și p-canal și p-n joncțiunecare sunt fundamental diferite.

Obiectivele acelor și ale altor tranzistoare

Diferențele dintre tranzistorii cu efect de câmp și tranzistori bipolari separă clar domeniul lor de aplicare. De exemplu, în circuitele digitale, în care este necesar consumul minim de curent în starea de așteptare, tranzistoarele cu efect de câmp sunt utilizate astăzi mult mai mult. În microcircuitele analogice, tranzistoarele cu efect de câmp ajută la realizarea unei liniarități ridicate a caracteristicilor de câștig într-o gamă largă de tensiuni de alimentare și parametri de ieșire.

Circuitul bobină-pe-bobină este implementat în mod convenabil astăzi cu tranzistoare cu efect de câmp, deoarece gama de tensiuni de ieșire ca semnale pentru intrări este ușor realizată, aproape coincidând cu nivelul tensiunii de alimentare. Astfel de circuite pot conecta pur și simplu ieșirea unuia cu intrarea celuilalt și nu este nevoie de limitatori de tensiune sau divizoare pe rezistențe.

În ceea ce privește tranzistoarele bipolare, rămân aplicațiile lor tipice: amplificatoare, etape, modulatoare, detectoare, invertoare logice și circuite logistice tranzistorului.

Câștig câmp

Exemple excepționale de dispozitive bazate pe tranzistoare cu efect de câmp sunt ceasurile electronice și telecomanda pentru tv. Datorită utilizării structurilor CMOS, aceste dispozitive pot funcționa până la câțiva ani de la o sursă de energie în miniatură - o baterie sau un acumulator, deoarece practic nu consumă energie.

În prezent, tranzistorii cu efect de câmp sunt folosiți din ce în ce mai mult în diferite dispozitive radio, unde deja le înlocuiesc cu succes pe cele bipolare. Utilizarea lor în dispozitivele de transmisie radio permite creșterea frecvenței semnalului purtător, oferind astfel de dispozitive cu imunitate ridicată la zgomot.

Deținând o rezistență scăzută în stare deschisă, ele sunt utilizate în etapele terminale ale amplificatoarelor de frecvență audio de înaltă putere (Hi-Fi), unde, din nou, tranzistoarele bipolare și chiar tuburile electronice sunt înlocuite cu succes.

În dispozitivele de mare putere, cum ar fi starterele moi, Tranzistoare bipolare cu porți izolate (IGBT) - dispozitivele care combină tranzistori cu efect bipolar și cu efect de câmp se deplasează cu succes tiristoare.

Vezi și: Tipuri de tranzistoare și caracteristicile lor