Bipolaire en veldeffecttransistors - wat is het verschil

Huidig ​​of veld

De meeste mensen, op de een of andere manier geconfronteerd met elektronica, zouden het basisapparaat van veldeffect en bipolaire transistoren moeten kennen. Althans van de naam "veldeffecttransistor", is het duidelijk dat deze wordt bestuurd door het veld, het elektrische veld van de poort, terwijl bipolaire transistor bestuurd door basisstroom.

Huidig ​​en veld - het verschil is kardinaal. Voor bipolaire transistoren wordt de collectorstroom geregeld door de stuurstroom van de basis te veranderen, terwijl om de afvoerstroom van de veldeffecttransistor te regelen, het voldoende is om de spanning tussen de poort en de bron te veranderen, en is zelf geen stuurstroom nodig.

FET's sneller

wat transistors beter veld of bipolair? Het voordeel van veldeffecttransistoren, in vergelijking met bipolaire, is duidelijk: veldeffecttransistoren hebben een hoge DC-ingangsweerstand en zelfs regeling op een hoge frequentie leidt niet tot aanzienlijke energiekosten.

De accumulatie en resorptie van minderheidsladingsdragers is afwezig in transistors met veldeffecten, daarom is hun snelheid erg hoog (zoals opgemerkt door de ontwikkelaars van krachtapparatuur). En aangezien de overdracht van de hoofdladingsdragers verantwoordelijk is voor de versterking in veldeffecttransistoren, is de bovengrens van de effectieve versterking voor veldeffecttransistoren hoger dan voor bipolaire.

Hier zien we ook een hoge temperatuurstabiliteit, een laag niveau van interferentie (vanwege het gebrek aan injectie van minderheidsladingsdragers, zoals gebeurt bij bipolaire dragers), en zuinigheid in termen van energieverbruik.

Verschillende reactie op warmte

Als de bipolaire transistor tijdens bedrijf van het apparaat warm wordt, neemt de collector-emitterstroom toe, d.w.z. de temperatuurcoëfficiënt van de bipolaire transistoren is negatief.

In het veld is het tegenovergestelde waar - de temperatuurcoëfficiënt van de afvoerbron is positief, dat wil zeggen dat bij toenemende temperatuur de kanaalweerstand ook toeneemt, dat wil zeggen dat de stroom van de afvoerbron afneemt. Deze omstandigheid geeft de veldeffecttransistor nog een voordeel boven bipolaire: veldeffecttransistoren kunnen veilig parallel worden aangesloten en nivellerende weerstanden in de circuits van hun drains zijn niet nodig, omdat in overeenstemming met de toename van de belasting, de kanaalweerstand ook automatisch zal toenemen.

Dus om hoge schakelstromen te bereiken, kunt u eenvoudig een samengestelde toets kiezen uit verschillende parallelle veldeffecttransistors, die in de praktijk veel wordt gebruikt, bijvoorbeeld in omvormers (zie - Waarom moderne omvormers transistoren gebruiken in plaats van thyristoren).

Maar bipolaire transistors kunnen niet zomaar worden parallel, ze hebben noodzakelijkerwijs stroomnivellerende weerstanden in de circuits van de emitters nodig. Anders zal een van de bipolaire transistors vroeg of laat een onomkeerbare thermische doorslag hebben als gevolg van een onbalans in een krachtige samengestelde sleutel. Het genoemde samengestelde probleem wordt bijna niet bedreigd door veldcomposiettoetsen. Deze karakteristieke thermische kenmerken worden geassocieerd met de eigenschappen van een eenvoudig n- en p-kanaal en p-n kruisingdie fundamenteel anders zijn.

Scopes van die en andere transistors

De verschillen tussen veldeffect en bipolaire transistoren scheiden duidelijk hun toepassingsgebied. In digitale schakelingen bijvoorbeeld, waar het minimale stroomverbruik in de standby-toestand vereist is, worden tegenwoordig veldeffecttransistors veel breder gebruikt. In analoge microschakelingen helpen veldeffecttransistoren bij het bereiken van een hoge lineariteit van de versterkingskarakteristieken in een breed bereik van voedingsspanningen en uitgangsparameters.

Haspel-naar-haspelcircuits worden tegenwoordig gemakkelijk geïmplementeerd met veldeffecttransistors, omdat het bereik van uitgangsspanningen als signalen voor ingangen gemakkelijk wordt bereikt, bijna samenvallend met het niveau van de voedingsspanning. Dergelijke circuits kunnen eenvoudig de uitgang van de ene verbinden met de ingang van de andere, en er zijn geen spanningsbegrenzers of verdelers op de weerstanden nodig.

Wat bipolaire transistors betreft, hun typische toepassingen blijven: versterkers, hun trappen, modulatoren, detectoren, logische inverters en logische transistorschakelingen.

Veld winnen

Uitstekende voorbeelden van apparaten die zijn gebouwd op veldeffecttransistors zijn elektronische horloges en afstandsbediening voor tv. Vanwege het gebruik van CMOS-structuren kunnen deze apparaten tot enkele jaren werken vanaf één miniatuurstroombron - een batterij of accu, omdat ze praktisch geen energie verbruiken.

Momenteel worden veldeffecttransistors in toenemende mate gebruikt in verschillende radioapparatuur, waar ze al met succes bipolaire apparaten vervangen. Hun gebruik in radiozendapparatuur maakt het mogelijk om de frequentie van het dragersignaal te verhogen, waardoor dergelijke apparaten een hoge ruisimmuniteit krijgen.

Ze hebben een lage weerstand in de open toestand en worden gebruikt in de eindfase van krachtige audiofrequentieversterkers (Hi-Fi), waar opnieuw bipolaire transistoren en zelfs elektronische buizen met succes worden vervangen.

In krachtige apparaten, zoals softstarters, Bipolaire transistors met geïsoleerde poort (IGBT) - apparaten die zowel bipolaire als veldeffecttransistors combineren, zijn al met succes aan het verplaatsen thyristors.

Zie ook: Typen transistoren en hun kenmerken