Porównanie tranzystorów MOSFET z tranzystorami BJ - wady i zalety

W poście obszernie omówiono podobieństwa i różnice między mosfetami i BJT, a także ich szczególne zalety i wady.

Wprowadzenie

Kiedy mówimy o elektronice, jedno nazwisko staje się niezwykle związane lub raczej powszechne z tym tematem, a są to tranzystory, a dokładniej BJT.

Elektronika faktycznie opiera się na tych wybitnych i nieodzownych elementach, bez których elektronika praktycznie przestałaby istnieć. Jednak wraz z postępem technologicznym mosfety pojawiły się jako nowi kuzyni BJT i ​​ostatnio zajęli centralne miejsce.

Dla wielu nowicjuszy mosfety mogą być mylącymi parametrami w porównaniu z tradycyjnymi BJT, po prostu dlatego, że ich konfiguracja wymaga wykonania krytycznych kroków, których nieprzestrzeganie prowadzi najczęściej do trwałego uszkodzenia tych komponentów.

Artykuł tutaj został specjalnie przedstawiony w celu wyjaśnienia w prostych słowach wielu podobieństw i różnic między tymi dwoma bardzo ważnymi aktywnymi częściami rodziny elektroniki, a także w odniesieniu do zalet i wad poszczególnych członków.

Porównanie BJT lub tranzystorów bipolarnych z mosfetami

Wszyscy znamy BJT i ​​wiemy, że mają one w zasadzie trzy przewody: podstawę, kolektor i emiter.

Emiter jest drogą wyjściową prądu doprowadzanego do bazy i kolektora tranzystora.

Podstawa wymaga rzędu 0,6 do 0,7 V w poprzek, a emiter do umożliwienia przełączania stosunkowo wyższych napięć i prądów na swoim kolektorze i emiterze.

Chociaż 0,6 V wygląda na małe i jest prawie stałe, związany z nim prąd należy zmieniać lub raczej zwiększać w zależności od obciążenia podłączonego do kolektora.

Oznacza to, że jeśli założysz diodę LED z rezystorem 1K na kolektorze tranzystora, prawdopodobnie będziesz potrzebować tylko 1 lub 2 miliamperów u podstawy, aby świecić dioda LED.

Jeśli jednak podłączysz przekaźnik w miejsce diody LED, będziesz potrzebować więcej niż 30 miliamperów na podstawie tego samego tranzystora do jego działania.

Powyższe stwierdzenia jasno dowodzą, że tranzystor jest elementem napędzanym prądem.

W przeciwieństwie do powyższej sytuacji, mosfet zachowuje się zupełnie odwrotnie.

Porównując podstawę z bramką mosfetu, emiter ze źródłem i kolektor z drenem, mosfet wymagałby co najmniej 5 V na swojej bramce i źródle, aby umożliwić pełne przełączenie obciążenia na jego zacisku spustowym.

5 woltów może wyglądać na ogromne w porównaniu z potrzebami 0,6 V tranzystora, jednak jedną wielką rzeczą dotyczącą mosfetów jest to, że to 5 V działa przy znikomym prądzie, niezależnie od podłączonego prądu obciążenia, co oznacza, że ​​nie ma znaczenia, czy podłączyłeś diodę LED, przekaźnika, silnika krokowego lub transformatora falownika, współczynnik prądu na bramce mosfetu staje się nieistotny i może wynosić zaledwie kilka mikroamperów.

To powiedziawszy, napięcie może wymagać pewnego wzrostu, może wynosić do 12 V dla mosfetów na ich bramkach, jeśli podłączone obciążenie jest zbyt wysokie, rzędu 30 do 50 amperów.

Powyższe stwierdzenia pokazują, że mosfet jest elementem napędzanym napięciem.

Ponieważ napięcie nigdy nie stanowi problemu w żadnym obwodzie, obsługa mosfetów staje się znacznie prostsza i wydajniejsza, zwłaszcza w przypadku większych obciążeń.

Zalety i wady tranzystora bipolarnego:

1. Tranzystory są tańsze i nie wymagają specjalnej uwagi podczas obsługi.
2. Tranzystory mogą pracować nawet przy napięciach tak niskich jak 1,5 V.
3. Mają małe szanse na uszkodzenie, chyba że z parametrami zrobi się coś drastycznego.
4. Wymagaj wyższych prądów do wyzwalania, jeśli podłączone obciążenie jest większe, co czyni go koniecznym dla pośredniego stopnia sterownika, co znacznie komplikuje sprawę.
5. Powyższa wada powoduje, że nie nadaje się do bezpośredniego połączenia z wyjściami CMOS lub TTL, w przypadku gdy obciążenie kolektora jest stosunkowo wyższe.
6. Mają ujemny współczynnik temperaturowy, dlatego wymagają szczególnej ostrożności przy równoległym łączeniu większej liczby numerów.

Zalety i wady MOSFET:

1. Wymaga znikomego prądu do wyzwolenia, niezależnie od wielkości prądu obciążenia, dlatego staje się kompatybilny ze wszystkimi typami źródeł wejściowych. Zwłaszcza gdy w grę wchodzą układy CMOS, mosfety z łatwością „podają sobie ręce” przy tak niskich wejściach prądowych.
2. Urządzenia te mają dodatni współczynnik temperaturowy, co oznacza, że ​​można dodać równolegle więcej mosfetów, bez obawy o niekontrolowaną temperaturę.
3. Mosfety są stosunkowo droższe i należy obchodzić się z nimi ostrożnie, zwłaszcza podczas lutowania. Ponieważ są one wrażliwe na elektryczność statyczną, konieczne stają się określone środki ostrożności.
4. Mosfety generalnie wymagają co najmniej 3 V do wyzwolenia, więc nie mogą być używane dla napięć niższych niż ta wartość.
5. Są to stosunkowo wrażliwe elementy, niewielkie zaniedbanie środków ostrożności może doprowadzić do natychmiastowego uszkodzenia części.