Bipolarni i poljski tranzistori - u čemu je razlika

Struja ili polje

Većina ljudi, onako ili onako suočena s elektronikom, trebao bi biti poznat osnovni uređaj terenskog i bipolarnog tranzistora. Barem iz naziva „tranzistor s efektom polja“, očito je da njime upravlja polje, električno polje okidača, dok bipolarni tranzistor kontroliran baznom strujom.

Struja i polje - razlika je kardinalna. Kod bipolarnih tranzistora struja kolektora upravlja se promjenom upravljačke struje baze, dok je za kontrolu struje odvoda poljskog efektorskog tranzistora dovoljno promijeniti napon koji se primjenjuje između vrata i izvora, a sama nije potrebna upravljačka struja.

FET brže

što tranzistori bolje polje ili bipolarnost? Prednost tranzistora s efektom polja, u usporedbi s bipolarnim, očita je: tranzistori s efektom polja imaju veliki ulazni otpor u istosmjernoj struji, pa čak i upravljanje na visokoj frekvenciji ne dovodi do značajnih troškova energije.

Akumulacija i resorpcija manjinskih nosača naboja nije prisutna u terenskim tranzistorima, zbog čega je njihova brzina vrlo velika (što primjećuju proizvođači elektroenergetske opreme). A budući da je prijenos glavnih nosača naboja odgovoran za pojačanje u tranzistorima s efektom u polju, gornja granica učinkovitog pojačanja tranzistora s efektom polja veća je od one bipolarne.

Ovdje također bilježimo visoku temperaturnu stabilnost, nisku razinu smetnji (zbog nedostatka ubrizgavanja manjinskih nosača naboja, kao što se događa u bipolarnim nosačima) i ekonomičnost u pogledu potrošnje energije.

Različita reakcija na toplinu

Ako se bipolarni tranzistor zagrijava tijekom rada uređaja, tada se povećava struja kolektora i emitora, to jest, temperaturni koeficijent otpora bipolarnih tranzistora je negativan.

Na terenu vrijedi suprotno - temperaturni koeficijent izvora odvoda je pozitivan, tj. S porastom temperature povećava se i otpor kanala, odnosno smanjuje se struja odvoda. Ova okolnost daje tranzistoru s efektom polja još jednu prednost u odnosu na bipolarne: tranzistori s efektom polja mogu se sigurno paralelno priključiti, a izravnavajući otpornici u krugovima njihovih odvoda neće biti potrebni, budući da se u skladu s povećanjem opterećenja, otpor kanala također automatski povećava.

Tako da biste postigli velike komutacijske struje, lako možete birati kompozitni ključ s nekoliko paralelnih tranzistora s efektom polja, što se u praksi puno koristi, na primjer u pretvaračima (vidi - Zašto moderni pretvarači koriste tranzistore a ne tiristore).

Ali bipolarni tranzistori ne mogu biti paralelni, oni trebaju u strujnim krugovima odašiljača da imaju otporne struje. Inače, zbog neravnoteže u moćnom kompozitnom ključu, jedan od bipolarnih tranzistora prije ili kasnije doći će do nepovratnog toplinskog sloma. Imenovani složeni problem gotovo ne prijeti poljskim kompozitnim ključevima. Ove karakteristične toplinske značajke povezane su sa svojstvima jednostavnog n- i p-kanala i p-n spojkoje su u osnovi različite.

Obim tih i drugih tranzistora

Razlike između poljsko-efektnih i bipolarnih tranzistora jasno razdvajaju njihovo područje primjene. Na primjer, u digitalnim krugovima, gdje je potrebna minimalna potrošnja struje u stanju pripravnosti, danas se mnogo šire koriste tranzistori s efektom polja. U analognim mikrovezama, tranzistori s efektom na terenu pomažu u postizanju visoke linearnosti karakteristika pojačanja u širokom rasponu naponskih napona i izlaznih parametara.

Krugovi od kotača do koluta danas su prikladno implementirani s poljskim tranzistorima, jer se raspon izlaznih napona kao signala za ulaze lako postiže, gotovo što se podudara s razinom napona napajanja. Takvi krugovi mogu jednostavno povezati izlaz jednog s ulazom drugog, a nisu potrebni nikakvi ograničivači napona ili razdjelnici na otpornicima.

Što se tiče bipolarnih tranzistora, njihove tipične primjene ostaju: pojačala, njihova stupnja, modulatori, detektori, logički pretvarači i logička sklopovi tranzistora.

Pobjeda na terenu

Izvrsni primjeri uređaja izgrađenih na poljskim tranzistorima su elektronski satovi i daljinski upravljač za televiziju, Zbog upotrebe CMOS struktura, ovi uređaji mogu raditi i do nekoliko godina iz jednog minijaturnog izvora energije - baterije ili akumulatora, jer praktički ne troše energiju.

Trenutno se poljski tranzistori s efektom sve više koriste u raznim radio uređajima, gdje već uspješno zamjenjuju bipolarne. Njihova uporaba u uređajima za odašiljanje radija omogućava povećanje frekvencije nosača signala, pružajući takvim uređajima visoku otpornost na buku.

U otvorenom stanju imaju malu otpornost, a koriste se u završnoj fazi visokopojačnih audio frekvencijskih pojačala (Hi-Fi), gdje se uspješno zamjenjuju i bipolarni tranzistori, pa čak i elektronske cijevi.

U uređajima velike snage, poput mekih pokretača, Izolirani prolazni bipolarni tranzistori (IGBT) - uređaji koji kombiniraju i bipolarne i polja tranzistore već se uspješno zamjenjuju tiristori.

Vidi također: Vrste tranzistora i njihove značajke