Bipoláris és mezőtranzisztorok - mi a különbség

Áram vagy mező

A legtöbb ember, úgy vagy úgy, az elektronikával szembesülve, a terepi hatás alapvető eszközét és a bipoláris tranzisztorokat ismernie kell. Legalább a „mezőhatás-tranzisztor” elnevezésből nyilvánvaló, hogy a mező, a kapu elektromos mezője által vezérelt bipoláris tranzisztor, amelyet alapáram vezérelt.

Áram és mező - a különbség kardinális. Bipoláris tranzisztorok esetén a kollektoráramot az alap vezérlő áramának megváltoztatásával szabályozzuk, míg a terepi hatású tranzisztor lefolyó áramának szabályozásához elegendő a kapu és a forrás közötti feszültség megváltoztatása, és többé nincs szükség vezérlőáramra.

A FET gyorsabb

mi tranzisztorok jobb mező vagy bipoláris? A terepi tranzisztorok előnye a bipoláris tranzisztorokkal összehasonlítva nyilvánvaló: a terepi tranzisztorok nagy bemeneti ellenállással rendelkeznek egyenáramban, és még a magas frekvencián történő vezérlés sem vezet jelentős energiaköltségekhez.

A kisebbségi töltőhordozók felhalmozódása és felszívódása hiányzik a terepi hatású tranzisztorokban, ezért a sebességük nagyon magas (ahogyan azt az erőművek fejlesztői megjegyezték). És mivel a fő töltéshordozók átvitele felelős a terepi hatású tranzisztorok amplifikációjában, a terepi hatású tranzisztorok effektív amplifikációjának felső határa magasabb, mint a bipoláris tranzisztoroké.

Itt meg kell jegyeznünk a magas hőmérsékleti stabilitást, az alacsony mértékű interferenciát (a kisebbségi töltőhordozók befecskendezésének hiánya miatt, mint a bipoláris hordozóknál bekövetkezik), valamint az energiafogyasztást tekintve a gazdaságosságot.

Különböző reakciók a hőre

Ha a bipoláris tranzisztor a készülék működése közben felmelegszik, akkor a kollektor-emitter áram növekszik, vagyis a bipoláris tranzisztorok hőmérsékleti ellenállási együtthatója negatív.

A mezőben az ellenkezője igaz - a lefolyó-forrás hőmérsékleti együtthatója pozitív, vagyis a hőmérséklet növekedésével a csatornaellenállás is növekszik, vagyis a lefolyó-forrás ára csökken. Ez a körülmény egy további előnyt biztosít a terepi tranzisztor számára a bipoláris transzisztorokhoz képest: a terepi tranzisztorok biztonságosan párhuzamosan csatlakoztathatók, és a csatornák áramköreiben nincs szükség kiegyenlítő ellenállásokra, mivel a terhelés növekedésével összhangban a csatorna ellenállása is automatikusan növekszik.

Tehát a magas kapcsolási áram elérése érdekében könnyedén tárcsázhat egy összetett kulcsot több párhuzamos terepi hatású tranzisztorból, amelyet sokat használnak a gyakorlatban, például az inverterekben (lásd - Miért használnak a modern inverterek tranzisztorokat, nem pedig tirisztorokat?).

A bipoláris tranzisztorok azonban nem csak párhuzamosíthatók, szükségük van az áramszintező ellenállásokra az emitterek áramkörében. Ellenkező esetben egy erős kompozit kulcs kiegyensúlyozatlansága miatt az egyik bipoláris tranzisztor előbb vagy utóbb visszafordíthatatlan hőveszteséget szenved. A megnevezett kompozit problémát szinte nem fenyegeti a kompozit kulcsok. Ezek a jellegzetes termikus tulajdonságok az egyszerű n- és p-csatorna tulajdonságaival vannak összekapcsolva p-n csomópontamelyek alapvetően különböznek egymástól.

Ezen és más tranzisztorok hatókörei

A mezőhatás és a bipoláris tranzisztorok közötti különbségek egyértelműen elválasztják alkalmazási területüket. Például a digitális áramkörökben, ahol készenléti állapotban minimális áramfogyasztásra van szükség, a terepi tranzisztorokat manapság sokkal szélesebb körben használják. Az analóg mikroáramkörökben a terepi tranzisztorok hozzájárulnak a erősítési jellemzők magas lineáris eléréséhez a tápfeszültség és a kimeneti paraméterek széles tartományában.

A orsó-orsó áramköröket ma kényelmesen hajtják végre mezőtranzisztorokkal, mivel a kimeneti feszültség tartománya, mint a bemenetek jele, könnyen elérhető, szinte egybeesik a tápfeszültség szintjével. Az ilyen áramkörök egyszerűen összekapcsolhatják az egyik kimenetét a másik bemenetével, és nincs szükség feszültséghatárolókra vagy elválasztókra az ellenállásokon.

Ami a bipoláris tranzisztorokat illeti, jellemző alkalmazásuk megmarad: erősítők, szakaszai, modulátorok, detektorok, logikai inverterek és tranzisztor logikai áramkörök.

Terepi győzelem

A terepi tranzisztorokra épített eszközök kiemelkedő példái az elektronikus órák és a tv távirányító. A CMOS struktúrák használata miatt ezek az eszközök akár egy éven keresztül is működhetnek egy miniatűr energiaforrásról - egy elemről vagy akkumulátorról, mert gyakorlatilag nem fogyasztanak energiát.

Jelenleg a terepi tranzisztorokat egyre inkább használják különféle rádióberendezésekben, ahol már sikeresen helyettesítik a bipoláris eszközöket. Rádiós adóberendezésekben való alkalmazásuk lehetővé teszi a vivőjel frekvenciájának növelését, biztosítva az ilyen készülékek magas zajszűrő képességét.

Az alacsony ellenállású nyitott állapotban ezeket a nagyteljesítményű audio frekvenciaerősítők (Hi-Fi) terminál szakaszaiban használják, ahol ismét a bipoláris tranzisztorokat és még az elektronikus csöveket is sikeresen cserélik.

Nagy teljesítményű eszközökben, például lágyindítókban, Szigetelt kapu bipoláris tranzisztorok (IGBT) - az olyan eszközök, amelyek mind a bipoláris, mind a terepi tranzisztorokat kombinálják, már sikeresen kiszorítják a helyüket tirisztorok.

Lásd még: A tranzisztorok típusai és jellemzői