Jaka jest różnica między tranzystorami MOSFET i BJT (z perspektywy analizy obwodów)?

Kiedy analizując obwody z tranzystorami, ma to znaczenie, czy są to MOSFET, czy BJT?

transistors analysis

— Andres Riofrio
źródło

Odpowiedź, którą napisałem na to drugie pytanie, dotyczy tego pytania: electronics.stackexchange.com/questions/14440/…

Główne różnice / Szorstki: MOSFETY są napędzane napięciem i skutecznie kontrolują rezystancję dwukierunkowego kanału rezystancyjnego. Prąd zerowy (więc zerowa moc) potrzebny do podtrzymania ALE znaczny ładunek musi zostać zmieciony do bramki i z niej, aby zmienić napęd tak wysokich stanów nieustalonych na bramce. | BJT są sterowane prądem i kontrolują jednokierunkowe złącze, którego zdolność do przepływu prądu jest kontrolowana. Bazy wymagają prądu związanego z prądem kolektora, więc wymagają zasilania statycznego, gdy są włączone. W NIEKTÓRYCH okolicznościach użycie zewnętrznego napędu i obwodów sprzężenia zwrotnego pozwoli na wymianę MOSFET i BJT.

— Russell McMahon

możliwy duplikat Kiedy użyć jakiego tranzystora

— Olin Lathrop

Odpowiedzi:

Z punktu widzenia projektowania główną i najbardziej widoczną różnicą jest prąd podstawowy: jak powiedział Russel, bipolarny jest napędzany prądem, co oznacza, że prąd wpływający do kolektora będzie proporcjonalny do prądu płynącego w bazie (i emiterze) wyświetli sumę dla KCL); zamiast tego MOSFET ma bardzo wysoką impedancję bramki, a samo ustawienie napięcia wyższego niż próg spowoduje jego aktywację.

$h_{FE}$

Z drugiej strony jego stałe wzmocnienie może być niewystarczające, aby użyć go jako przełącznika, w którym do włączenia obciążenia wysokoprądowego stosuje się wejście o niskiej mocy: w takim przypadku konfiguracja Darlington (dwa kaskadowe BJT) może pomóc, ale MOS nie ma tego problemu, ponieważ jego wzmocnienie prądu jest praktycznie nieskończone (brak prądu bramki, jak powiedzieliśmy).

Innym aspektem, który może być istotny, jest to, że MOS, kontrolowany przez ładunek w bramie, nie lubi, aby unosił się (nie był podłączony): w takim przypadku jest narażony na hałas i spowoduje nieprzewidziane zachowanie (być może destrukcyjny). BJT, wymagający prądu bazowego, jest w tym sensie bardziej wytrzymały.

Zwykle BJT mają również niższy próg (około 0,7 V vs 1+ V dla MOS), ale jest to bardzo zależne od urządzenia i nie zawsze ma zastosowanie.

— clabacchio
źródło

Widziałem MOSFET dosłownie zjadający ogromne ilości prądu na bramce (zaniedbujesz pojemności bramki i wydajność tranzystora dla wyższych częstotliwości pracy) !! To nie jest poprawna odpowiedź, jeśli nie wspominasz o modelu za tranzystorem ... w przeciwnym razie twoje wyjaśnienie zabrzmi jak zbiór reguł, które pochodzą od tego, kto wie, dokąd podążają tranzystory ... Lista wszystkich reguł, które przestrzega tranzystor, będzie prowadzić do wielu sprzeczności, a nawet więcej. Proszę odnieść się do modelu, mówi sam z siebie :)

— gmagno

@gmagno moglibyśmy cały dzień rozmawiać o modelach, efektach drugiego rzędu i wysokiej częstotliwości, zależności od temperatury i efektach krótkiego kanału; Właśnie próbowałem dać OP kilka wskazówek, czego się spodziewać, patrząc na obwód z tranzystorami. Jest też kilka rzeczy, których model nie mówi, i które są bardziej prawdopodobne w arkuszach danych. Właśnie się uczę, jak wiele rzeczy, które zakładałem z mojej wiedzy teoretycznej, były błędne.

— clabacchio

Myślę, że opisanie, w jaki sposób idealny MOSFET różni się od idealnego BJT, jest słuszne i użyteczne, a ponieważ idealny MOSFET nie ma pojemności bramki, nie pobiera prądu bramki. Z drugiej strony warto również wspomnieć o jakościowych różnicach między tranzystorami MOSFET i BJT od ich idealnych modeli. Pojemność bramki powinna być tego częścią, podobnie jak reakcja cieplna. BJT zachowuje się lepiej, gdy robi się gorąco, podczas gdy MOSFET-y działają gorzej, wpływając w ten sposób na to, które okoliczności doprowadziły do stabilności termicznej, a które powodują niekontrolowany wzrost temperatury.

— supercat

@ superkat ok, zgadzam się z obojgiem i uważam, że są lepiej rozumiani, znając sposób, w jaki działają; mówię, że często znajomość równania Ids tranzystora MOS jest prawie bezużyteczne, ponieważ zawiera parametry, których nie ma arkusz danych. Używanie go spowoduje utknięcie.

— clabacchio

@clabacchio: Myślę, że MOSFET-y mają pewne napięcie bramki, poniżej którego są „wyłączone”, inne napięcie, powyżej którego są „włączone” i będą przewodzić pewną minimalną ilość prądu (być może więcej, jeśli dostępne) oraz zakres napięć, między którymi mogą robić, co chcą. Nie jest to zbyt szczegółowy model, ale taki, który całkiem dobrze pasuje do rzeczywistości w określonych porcjach i który określa wystarczająco wiele celów.

— supercat

Różnica ilościowa:

To naprawdę zależy od rodzaju obwodu i poziomów napięcia, z którymi mamy do czynienia. Ale ogólnie mówiąc, tranzystor (BJT lub FET) jest składnikiem „złożonym” (przez kompleks rozumiem, że nie jest to rezystor, kondensator, cewka indukcyjna ani idealne źródło napięcia / prądu), co oznacza z punktu analizy obwodu poglądu, że należy najpierw wybrać odpowiedni model tranzystora, tj. obwód wykonany z „nieskomplikowanych” komponentów, które reprezentują zachowanie tranzystora (google dla modelu Hybrid-pi), aby go przeanalizować. Teraz, jeśli spojrzysz na oba modele, BJT i MOSFET, będziesz w stanie porównać je ilościowo i zrozumieć różnice. Sposób wyboru odpowiedniego modelu zależy od różnych czynników, a mianowicie:

precyzja
złożoność
jeśli dotyczy małego lub dużego sygnału

(żeby wymienić tylko kilka)

Różnica jakościowa:

Sprawdź niektóre posty na temat tranzystorów tutaj na forum (na przykład David Kessner's)

— gmagno
źródło

Przepraszam, ale to nie odpowiada na pytanie, to tylko abstrakcyjny i jakoś filozoficzny sposób rozwiązania problemu. Lepiej byłoby mówić tylko o prądzie bazowym.

— clabacchio

Mówienie o prądzie podstawowym byłoby niedocenianiem pytania. Zwykle staram się pomagać w pojęciach zamiast ograniczać moją odpowiedź do oczywistych i tego, co zwykle słychać na zajęciach.

— gmagno

W analizie obwodu będzie to miało znaczenie, ponieważ elektryczny model BJT różni się od FET, ponieważ jak mówią, charakterystyka BJT nie jest podobna do FET.

Jak widać na tym zdjęciu równoważny model FET

Wynika to z ogromnego rezystora wejściowego FET.

Nawiasem mówiąc, jeśli użyjemy niekorzystnej konfiguracji, rezystor wejściowy mój stanie się mały, co stanie się, gdy użyjemy wspólnej bramki lub wspólnej bazy.

— Yahya Tawil
źródło