Bipolare og felteffekttransistorer - hva er forskjellen

Nåværende eller felt

De fleste mennesker, på en eller annen måte konfrontert med elektronikk, den grunnleggende enheten for felteffekt og bipolare transistorer, bør være kjent. I det minste fra navnet "felteffekttransistor" er det åpenbart at den styres av feltet, portens elektriske felt, mens bipolar transistor styrt av basestrøm.

Nåværende og felt - forskjellen er kardinal. For bipolare transistorer styres kollektorstrømmen ved å endre kontrollstrømmen til basen, mens det for å kontrollere avløpsstrømmen til felteffekttransistoren er det nok å endre spenningen som tilføres mellom porten og kilden, og det er ikke behov for noen kontrollstrøm lenger.

FETs raskere

hva transistorer bedre felt eller bipolar? Fordelen med felt-effekt-transistorer, i sammenligning med bipolare, er åpenbar: felt-effekt-transistorer har en høy inngangsmotstand i likestrøm, og selv kontroll med en høy frekvens fører ikke til betydelige energikostnader.

Akkumulering og resorpsjon av minoritetsladningsbærere er fraværende i felteffekttransistorer, og derfor er hastigheten deres veldig høy (som bemerket av utviklerne av kraftutstyr). Og siden overføringen av hovedladningsbærerne er ansvarlig for forsterkningen i felt-effekt-transistorer, er den øvre grensen for den effektive forsterkningen for felt-effekt-transistorer høyere enn for bipolare.

Her noterer vi oss også høy temperaturstabilitet, lavt interferensnivå (på grunn av mangel på injeksjon av minoritetsladningsbærere, som skjer i bipolare bærere), og økonomi når det gjelder energiforbruk.

Ulik reaksjon på varme

Hvis den bipolare transistoren varmes opp under drift av enheten, øker kollektor-emitterstrømmen, det vil si temperaturen av motstandskoeffisienten til de bipolare transistorene er negativ.

I felt er det motsatte sant - temperaturkoeffisienten for avløpskilden er positiv, det vil si at med økende temperatur øker også kanalmotstanden, det vil si at avløpskildestrømmen synker. Denne omstendigheten gir felteffekttransistoren en fordel fremfor bipolare: felteffekttransistorer kan trygt kobles parallelt, og utjevningsmotstander i kretsene til avløpene deres vil ikke være nødvendig, siden i samsvar med belastningsøkningen vil kanalmotstanden også automatisk øke.

Så for å oppnå høye svitsjestrømmer, kan du enkelt slå en sammensatt nøkkel fra flere parallelle felteffekttransistorer, som brukes mye i praksis, for eksempel i vekselrettere (se - Hvorfor moderne omformere bruker transistorer i stedet for tyristorer).

Men bipolare transistorer kan ikke bare parallelliseres, de trenger nødvendigvis strømnivellerende motstander i kretsene til senderne. Ellers, på grunn av en ubalanse i en kraftig sammensatt nøkkel, vil en av de bipolare transistorene før eller siden ha et irreversibelt termisk sammenbrudd. Det nevnte sammensatte problemet trues nesten ikke av feltkomposittnøkler. Disse karakteristiske termiske trekkene er assosiert med egenskapene til en enkel n- og p-kanal og p-n krysssom er grunnleggende forskjellige.

Omfang av disse og andre transistorer

Forskjellene mellom felteffekt og bipolare transistorer skiller tydelig anvendelsesområdet deres. For eksempel, i digitale kretsløp, hvor det minimale strømforbruket er i ventetilstand, brukes felteffekttransistorer mye mer i dag. I analoge mikrokretser hjelper felteffekttransistorer til å oppnå høy linearitet av forsterkningsegenskapene i et bredt spekter av forsyningsspenninger og utgangsparametere.

Reel-to-reel-kretser er praktisk implementert i dag med felt-effekt-transistorer, fordi utvalget av utgangsspenninger som signaler for innganger lett oppnås, nesten sammenfaller med nivået på forsyningsspenningen. Slike kretsløp kan ganske enkelt forbinde utgangen fra den ene med inngangen til den andre, og det er ikke behov for spenningsbegrensere eller skillelinjer på motstandene.

Når det gjelder bipolare transistorer, forblir de typiske bruksområdene deres: forsterkere, deres trinn, modulatorer, detektorer, logiske omformere og transistorlogiske kretsløp.

Felt seier

Enestående eksempler på enheter basert på felteffekttransistorer er elektroniske klokker og fjernkontroll for tv. På grunn av bruken av CMOS-strukturer kan disse enhetene fungere opptil flere år fra en miniatyr strømkilde - et batteri eller akkumulator, fordi de praktisk talt ikke bruker energi.

For tiden brukes felteffekttransistorer i økende grad i forskjellige radioenheter, hvor de allerede med hell erstatter bipolare. Deres bruk i radiosenderapparater gjør det mulig å øke frekvensen av bæresignalet, og gir slike enheter immunitet mot høy støy.

De har liten motstand i åpen tilstand og blir brukt i terminale stadier av høyfrekvente lydfrekvensforsterkere (Hi-Fi), der igjen, bipolare transistorer og til og med elektroniske rør vellykket erstattes.

I enheter med høy effekt, for eksempel myke forretter, Isolerte portbipolare transistorer (IGBT) - enheter som kombinerer både bipolare og felteffekttransistorer fortrenger allerede vellykket tyristorer.

Se også: Typer transistorer og deres funksjoner