Darlingtons, MOSFETS i połączenia bipolarne

Zdaję sobie sprawę, że istnieją dziesiątki rodzajów tranzystorów , z których każdy służy do określonych celów. Czasami nakładają się na siebie; wiele rodzajów może działać w danym obwodzie, ale czasami idealny jest tylko określony tranzystor.

Bez przeczytania wszystkich szczegółów każdego rodzaju, czy istnieje jakiś krótki przewodnik lub przewodnik, który jest przydatny podczas badania rodzaju używanego tranzystora? Na przykład znam niektóre rodzaje tranzystorów i często używam ich w swoich projektach. W końcu ktoś sprawdzi projekt i powie: „Dlaczego nie użyjesz X zamiast Y?” W tym momencie badam X i uczę się czegoś nowego.

Gdyby istniała „poręczna infografika tranzystorów”, mogłaby pomóc mi w badaniu wszystkich typów związanych z „X”, więc wiedziałbym o nich przeczytać.

(Na przykład próbowałem użyć diody Zenera w obwodzie, ale nie zdawałem sobie sprawy, że tak naprawdę chciałem, aby tłumić napięcie przejściowe. Coś pokazującego, jak pokrewne są Zenery i TVS, może być przydatne.)

Przeszukiwanie Internetu nie daje wiele innych niż kilka drzew genealogicznych z tranzystorami i tym podobne:

od Learning About Electronics

Czy ktoś wie (lub chce stworzyć!) Przydatny przewodnik wyboru tranzystorów, który nie zakłada, że ​​znasz wszystkie gatunki tranzystorów?

Twoje pytanie dotyczy „jak używać tranzystorów?” a odpowiedź wypełnia całe książki . Dystrybutorzy przenoszą dziesiątki tysięcy różnych tranzystorów, aby zaspokoić potrzeby projektantów. W związku z tym nie sądzę, aby można było stworzyć infografikę, która jest jednocześnie kompletna, poprawna i przydatna.

To, co mogę ci dać, to zestaw heurystyk:

Wybierać...

• ... BJT, gdy :

  • potrzebujesz wzmacniacza prądu¹

  • masz moc spalania, więc wymagany prąd podstawowy nie przeszkadza ci

  • „dolna noga” tranzystora może zostać wyciągnięta ponad „górną nogą” i potrzebujesz tej ścieżki, aby nie przewodzić, kiedy to się stanie, tak jak w przypadku MOSFET-a z powodu diody ciała

  • musisz wykorzystać diodę CB lub EB ²

• ... JFET, gdy :

  • potrzebujesz tylko wzmocnienia małego sygnału³

  • prąd bazowy BJT stanowiłby problem w twojej aplikacji⁴

  • potrzebujesz rezystancji kontrolowanej napięciem

  • potrzebujesz wyższego nadprzewodnictwa lub niższego szumu migotania niż w przypadku MOSFET

  • potrzebujesz małego, dyskretnego, niskonakładowego źródła prądu stałego

• ... MOSFET, gdy :

  • potrzebujesz przełącznika⁵

  • potrzebujesz wyższej impedancji wejściowej niż BJT i ​​nie możesz znaleźć IGBT, który pasuje do rachunku

  • nie możesz znaleźć JFET wystarczająco mocnego, aby kontrolować moc, której potrzebuje Twój obwód⁶

  • patrzyłeś na JFET, ale potem zdałeś sobie sprawę, że potrzebujesz operacji w trybie rozszerzenia⁷

  • chcesz wykorzystać nieodłączną diodę ciała jako funkcję, zamiast uważać, że jest to problem, z którym trzeba sobie poradzić⁸

• ... IGBT, gdy :

  • potrzebujesz czegoś, co zachowuje się jak BJT o wysokiej impedancji wejściowej

W dużej mierze zignorowałem kombinacje tranzystorów powyżej, ponieważ kiedy zaczniesz łączyć tranzystory, możliwości dosłownie stają się nieskończone. Dzisiaj masz do wyboru szereg układów od Darlinga do układów scalonych z tranzystorem miliardowym , a nowe układy obwodów są cały czas projektowane.

Istnieje wiele, wiele innych rodzajów tranzystorów, ale w większości przypadków, zanim przejdziesz do nich, chcesz to wszystko zrozumieć. Pozostałe są zwykle pochodnymi powyższych klas, więc bez początkowego uziemienia nie będziesz miał podstaw do wybrania jednej z egzotyków. Przykłady:

• Chcesz wykorzystać fakt, że podstawa BJT jest wrażliwa na światło, gdy nie jest obudowana? Okej, to jest fototranzystor .

• Potrzebujesz wielu emiterów lub kolektorów na BJT? Jasne, nie ma problemu, to łatwe do stworzenia w krzemie; jest często przydatny i dlatego często widziany na niestandardowym poziomie krzemu.

• Potrzebujesz BJT, ale o wiele szybciej? Okej, po prostu nie będziemy używać do wszystkiego domieszkowanego krzemu, połączymy materiały w tranzystor heterozłączowy .

• Chcesz spakować tranzystory jeszcze mocniej niż zwykle, ale masz kłopoty z efektem krótkiego kanału ? Ok, damy ci FinFET .

• Potrzebujesz czegoś, co działa trochę jak dioda i trochę jak BJT? Ok, zamazamy ci linie i podamy ci UJT .

• Potrzebujesz czegoś takiego jak IGBT, ale z niższą stratą i większym zyskiem prądu? SiC tranzystor skrzyżowanie może być to, czego szukasz.

Przypisy

1. Oczywiście można również tworzyć wzmacniacze napięcia z dwubiegunowymi.

2. BJT o małych sygnałach tworzą doskonałe diody o niskim wycieku.

3. Istnieją urządzenia zasilające podobne do JFET, takie jak CoolSIC firmy Infineon , ale są one stosunkowo nowe i egzotyczne, a zatem drogie.

4. Właśnie dlatego jest tak wiele wzmacniaczy operacyjnych z wejściem JFET.

5. Wszystkie pozostałe typy tranzystorów również mogą działać jako przełączniki, ale MOSFET przodują w tym.

6. MOSFET mocy to nie to samo, co power JFET, i nie jest jedyną alternatywą, ale często jest najprostszą, najtańszą alternatywą.

7. JFET są tylko urządzeniami z natury wyczerpującymi się.

8. Jedna z moich odpowiedzi tutaj na EE.SE pokazuje taki obwód.