Verskil tussen BJT en MOSFET -transistor

Katalogus

Figuur 1. BJT vs Mosfet

Wat is BJT?

Figuur 2. BJT

'N Bipolêre aansluitingstransistor, of BJT, is 'n klein, maar nuttige komponent in elektronika.Dit is gebou uit drie opgestapelde lae silikon, gerangskik om twee P-N-aansluitings te vorm.Hierdie aansluitings definieer drie funksionele streke: die emitter, die basis en die versamelaar.

Die emitter is baie gedoop om ladingsdraers te spuit, terwyl die basis - dun en liggies gedoteer - as 'n kontrolehek vir die stroomvloei optree.Die versamelaar versamel die draers, waardeur die transistor seine kan versterk of strome in 'n stroombaan kan skakel.

BJT's is bekendgestel as 'n soliede toestand alternatief vir lywige en broos vakuumbuise.Hul kompakte grootte, energie -doeltreffendheid en betroubaarheid het dit 'n noodsaaklike element in vroeë elektroniese toestelle gemaak.

Wat is MOSFET?

Figuur 3. MOSFET

'N MOSFET (metaal-oksied-halfgeleier veld-effek-transistor) word wyd gebruik vir transistor om elektroniese seine te skakel en te versterk.

Wat 'n MOSFET onderskei, is die dun isolerende laag - tipies gemaak van silikonkioksied - wat die hek van die kanaal daaronder skei.Hierdie laag werk soos 'n versperring, waardeur die hek die stroom in die kanaal kan beïnvloed sonder direkte elektriese kontak.As gevolg hiervan vloei byna geen stroom in die hek self nie, wat die kragverlies dramaties verminder.

Hierdie vermoë om stroom te beheer met behulp van spanning-sonder 'n beduidende energiedrein-maak MOSFET's ideaal vir lae-kragtoepassings.Dit is veral noodsaaklik in CMOS (komplementêre metaal-oksied-halfgeleier) tegnologie, waar beide N-kanaal- en P-kanaal-MOSFET's in pare gekombineer word.Met hierdie komplementêre ontwerp kan digitale stroombane vinnig wissel tussen state, terwyl dit minimale krag verbruik.

BJT teen Mosfet Working Operasie

Werkbeginsel van BJT

Bipolêre aansluitingstransistors (BJT's) werk as huidige beheerde toestelle.Soos in Afdeling 1 genoem, het dit drie terminale: die emittor (e) streek, basis (b) streek en versamelaar (c) streek.Die stroom wat in die basisterminal vloei, reguleer die groter stroom tussen die versamelaar en emitter.Hierdie verhouding laat 'n klein insetstroom aan die basis toe om 'n veel groter uitsetstroom deur die versamelaar te beheer.

Die diagram hieronder toon 'n algemene emitter-konfigurasie, wat een van die mees gebruikte BJT-opstellings is:

Figuur 4. Bipolêre aansluitingstransistor werkbewerking

In hierdie opstelling verander die basis-emitter-spanning die basisstroom.Hierdie verandering beïnvloed die versamelaarstroom direk, wat die vermoë van die transistor toon om stroom te versterk.

Werkbeginsel van MOSFET

Soos in Afdeling 2 bespreek, werk die MOSFET as 'n spanningsbeheerde toestel.Dit het ook drie terminale: hek, bron en drein.Die belangrikste verskil lê in hoe dit stroom beheer.In plaas daarvan om stroom by die hek te gebruik, gebruik die MOSFET spanning om 'n geleidende kanaal tussen die bron en dreineer te vorm of te blokkeer.

Die hek is van die kanaal geïsoleer deur 'n dun metaaloksiedlaag.Hierdie isolasie verminder kragverlies en voorkom dat stroom in die hek vloei, wat bydra tot die hoë doeltreffendheid van die MOSFET.

Die onderstaande diagram illustreer die interne struktuur en stroomvloei van 'n tipiese MOSFET:

Figuur 5. MOSFET -blokdiagram

As 'n positiewe spanning op die hekterminal aangebring word, skep dit 'n elektriese veld wat gate in die P-tipe substraat afstoot en elektrone lok en 'n N-tipe geleidende kanaal vorm.Dit laat stroom toe om van drein na bron te vloei.Aangesien die hek hierdie proses met byna geen insetstroom beheer nie, word MOSFET's wyd gebruik in lae-krag, hoë-doeltreffendheid digitale stroombane, soos CMOS-logika.

Tipes BJT en MOSFET

Tipes BJT

Bipolêre aansluitingstransistors (BJT's) word geskep deur die N-tipe en P-tipe halfgeleiermateriaal te laag.Die spesifieke rangskikking van hierdie lae definieer die tipe transistor.Daar is twee primêre vorme: NPN en PNP.

Npn bjt

'N NPN-transistor bestaan ​​uit 'n dun P-tipe streek wat tussen twee N-tipe streke geplaas is.Hierdie drie streke vorm die emittor-, basis- en versamelaarterminale.In hierdie opstelling is die emitter ('n n-tipe laag) sterk gedoop om elektrone doeltreffend in die basis te spuit.Die basis (P-tipe) word baie smal en liggies gedoteer, waardeur die meeste elektrone daardeur kan gaan en die versamelaar ('n ander N-tipe streek) kan bereik, waar hulle versamel word.

Die transistor begin lei wanneer 'n klein stroom op die basis toegepas word.Hierdie basisstroom maak 'n pad oop vir 'n veel groter stroom om van die versamelaar na die emitter te vloei.Aangesien elektrone die meerderheidsverskaffers in hierdie konfigurasie is, bied die NPN -tipe vinniger en groter doeltreffendheid - trae wat dit ideaal maak vir seinversterking en Hoëspoed-skakelstroombane.

Figuur 6. NPN BJT -simbool

Die stroombaan -simbool vir 'n NPN BJT -transistor bevat 'n pyltjie op die emittor -terminale wat van die basis af wys.Hierdie pyltjie toon die rigting van konvensionele stroomvloei (van positief na negatief) wanneer die transistor aktief is.

PNP BJT

'N PNP-bipolêre aansluitingstransistor bestaan ​​uit 'n dun N-tipe streek wat tussen twee P-tipe streke geplaas is.As dit in 'n kring gebruik word, gaan die stroom deur die emitter en gaan deur die versamelaar.Die transistor word aktief wanneer die basisspanning laer is as die emittorspanning.

Hierdie tipe transistor word tipies gebruik in konfigurasies waar die las aan die grond verbind, waardeur die stroom vanaf 'n positiewe toevoer deur die transistor na die las kan vloei.

Figuur 7. PNP BJT

In skematiese simbole word die emitter met 'n innerlike pyltjie gemerk, wat die rigting van die konvensionele stroomvloei in die transistor aandui.

Tipes Mosfet

Op grond van hul werking word MOSFET's in twee soorte geklassifiseer: verbeteringsmodus en uitputtingmodus.

Verbeteringsmodus MOSFET

'N Verbetering van MOSFET bly af as daar geen spanning op die hek aangebring word nie.Dit benodig 'n positiewe hekspanning (vir n-kanaalsoorte) om 'n geleidende pad tussen die bron en drein te vorm.Hierdie tipe is ideaal om toepassings oor te skakel omdat dit slegs doen as dit geaktiveer word.

Figuur 8. Verbeteringsmodus MOSFET

Die gebreekte kanaal in die simbool toon dat die stroom nie vloei totdat 'n hekspanning toegepas is nie.

Uitparingsmodus MOSFET

Die uitputting MOSFET is normaalweg aan.Dit lei stroom selfs sonder enige hekspanning.Om dit uit te skakel of geleiding te verminder, word 'n negatiewe hekspanning (vir n-kanaalsoorte) toegepas.Hierdie tipe werk goed in stroombane waar stroomvloei standaard nodig is.

Figuur 9. Uitputtingmodus MOSFET

Die soliede kanaal in die simbool dui aan dat die MOSFET geleidend is sonder die hekinvoer.

BJT- en MOSFET -voordele en nadele

Bipolêre aansluitingstransistor (BJT)

MOSFET (metaal-oksied-halfgeleier veld-effek-transistor)

BJT vs MOSFET: Wat is beter vir versterkers en oorskakeling?

By die ontwerp van stroombane, hang 'n MOSFET tussen 'n BJT (bipolêre aansluitingstransistor) en 'n MOSFET (metaal-oksied-halfgeleier-veld-effek-transistor) af van die werkverrigting wat u benodig.Albei het duidelike sterk punte - BJT's presteer in die huidige versterking, terwyl MOSFET's beter doeltreffendheid en spoed bied.Raadpleeg Afdeling 5 vir 'n opsomming langs mekaar.

BJT -versterkers

BJT's is ideaal om klein seine te versterk, veral in analoog- en klanktoepassings.Hul hoë stroomwins stel hulle in staat om swak insetseine met akkuraatheid te verhoog.Hulle bied ook goeie lineariteit, wat beteken dat hulle invoerseine akkuraat weergee - belangrik vir klankgehalte en analoog seinintegriteit.Daarbenewens hanteer BJT's hoë stroomvragte goed, wat dit geskik maak vir kragaanvraagde stroombane.

BJT's is egter minder energiedoeltreffend as MOSFET's.Dit genereer meer hitte, veral in hoë-kragopstellings, wat dikwels koelbakke benodig vir termiese bestuur.Dit beperk die gebruik daarvan in battery-aangedrewe of kompakte toestelle waar hitte en kragverbruik tot die minimum beperk moet word.

MOSFET -versterkers

MOSFET's is bekend vir hul doeltreffendheid en vinnige skakelsnelheid.As spanningsbeheerde toestelle trek hulle min hekstroom, wat lei tot laer kragverlies en verminderde hitte.Hierdie funksies maak dit 'n uitstekende keuse vir energiebesparende en hoëfrekwensie-toepassings soos kragbronne, omskakelaars en RF-stelsels.

Dit gesê, MOSFET's bied gewoonlik 'n laer stroomwins as BJT's, wat 'n nadeel kan wees in stroombane wat 'n hoë seinversterking benodig.Dit is ook meer sensitief vir spanningsveranderings, wat presiese hekbeheer benodig vir betroubare werking.

MOSFET as skakelaar

Soos vroeër beskryf, dien MOSFET's as doeltreffende skakelaars as gevolg van hul vinnige reaksie en lae kragverbruik.As die hekspanning onder die drempel is, bly die MOSFET af en blokkeer die stroom.Sodra die hekspanning bo die drempel styg, skakel dit aan, waardeur die stroom met minimale weerstand kan slaag.

Hierdie doeltreffende skakelgedrag maak MOSFET's die voorkeuropsie in digitale stroombane, polswydte-modulasie (PWM) en kragbeheerstelsels.Hul lae hitte -uitset verminder ook die behoefte aan verkoeling, wat nuttig is in kompakte of draagbare ontwerpe.

BJT as skakelaar

BJT's kan ook goed funksioneer as skakelaars.In die afsnypunt vloei geen stroom nie omdat die basis-emitter-aansluiting omgekeerd is.In die versadigingstoestand is albei aansluitings vorentoe bevooroordeeld, waardeur die volle stroom deur die transistor kan vloei.

Om 'n BJT aan te skakel, pas 'n klein spanning op die basis aan, wat die stroomvloei van versamelaar na emitter aktiveer.Die verwydering van hierdie basisspanning skakel die transistor af.Hierdie eenvoudige bewerking maak BJT's betroubaar vir basiese skakeltake.

Verskille tussen BJT en MOSFET

Wanneer om BJT en MOSFET te gebruik?

Om te besluit of u 'n BJT (bipolêre aansluitingstransistor) of 'n MOSFET (metaal-oksied-halfgeleier-veld-effek-transistor) moet gebruik, hang af van die spesifieke behoeftes van u stroombaan-soos spoed, kraghantering, doeltreffendheid en koste.

Gebruik 'n BJT as u 'n hoë stroomwins en sterk seinversterking benodig.BJT's is ideaal vir lae-frekwensie-analoog take soos klankversterking, waar konsekwente seinkwaliteit belangrik is.Dit pas ook goed vir lae-spanningstroombane en koste-sensitiewe ontwerpe wat nie vinnig moet skakel nie.Aangesien BJT's huidige beheer is, bied hulle beter beheer in sommige analoog-toepassings.

Gebruik 'n MOSFET wanneer u ontwerp vinnig skakel, lae kragverlies of hoëfrekwensieprestasie benodig.MOSFET's werk goed in digitale stroombane, kragbronne en batterye-aangedrewe toestelle danksy hul doeltreffendheid en vinnige reaksie.Hulle is spanningsbeheerde, dus gebruik hulle minder dryfkrag-wat hulle 'n beter opsie maak vir energiebesparende, hoëspoedstelsels.