FET vs bóng bán dẫn lưỡng cực

Tôi biết câu hỏi này nghe có vẻ rõ ràng, nhưng tôi vẫn không thể tìm thấy câu trả lời.

Mục đích và ứng dụng phù hợp nhất cho bóng bán dẫn hiệu ứng trường là gì?

Ý tôi là, chúng ta có các bóng bán dẫn NPN lưỡng cực. Nó có thể được sử dụng để điều khiển mạch dòng cao với tín hiệu dòng thấp, ví dụ cho phép rơle thông qua đầu ra chân của vi điều khiển. Các đặc tính quan trọng nhất điện áp (xin vui lòng, không holywars về tuyên bố này) đang làm việc, h _fe và tản quyền lực. Chúng tôi có thể giả sử rằng một bóng bán dẫn NPN có h _fe = 50 cho điện áp cố định và dòng phát cơ sở 10mA vượt quá 500mA từ bộ thu đến bộ phát. Nói chung, chúng ta có thể nói rằng dòng collector-emitter được xác định bởi dòng phát cơ sở.

[Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Tôi không chắc chắn về các tuyên bố sau đây và làm cho nó rõ ràng là mục đích của việc đăng câu hỏi này]: Ok, bây giờ chúng ta hãy xem các bóng bán dẫn FET. Dòng xả nguồn được xác định bởi điện áp cửa cống:

Biểu đồ thứ hai (ở trên chữ б) là sự phụ thuộc của dòng thoát nguồn của điện áp cửa cống. Vì thế,

• Trong khi khuếch đại dòng điện "hữu ích" của bóng bán dẫn lưỡng cực được xác định bởi dòng điện giữa hai chân, khuếch đại dòng điện của bóng bán dẫn FET được xác định bởi điện áp giữa hai chân;
• Transitor FET tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều vì điện trở cửa cống rất cao;

Giả sử hai tuyên bố này là chính xác, tôi hoàn toàn không hiểu làm thế nào tôi muốn sử dụng bóng bán dẫn này và khi nào tôi nên sử dụng chúng cho lưỡng cực.

Cảm ơn trước.

Nếu bạn muốn tránh các cuộc chiến thánh, bạn cần tránh đưa ra những tuyên bố đơn giản và không đầy đủ :-).

Transitor lưỡng cực được điều khiển hiện tại.

MOSFE được điều khiển bằng điện áp.

Trong cả hai trường hợp, sự lan truyền của các tham số trong quá trình sản xuất là một mạch sẽ hầu như luôn dựa vào phản hồi để tạo ra một điện áp hoặc mức tăng hiện tại.

MOSFE có xu hướng tốn kém hơn một chút ở phần dưới cùng cho các ứng dụng "thạch đậu". Nhưng, để chuyển đổi nhiều hơn vài ~ 100mA, MOSFE thường rẻ hoặc rẻ hơn các bóng bán dẫn tương đương về chức năng, dễ dàng lái từ uC (vi điều khiển) như một công tắc kỹ thuật số hơn so với bóng bán dẫn lưỡng cực và có xu hướng vượt trội hơn rất nhiều về đặc tính.

Một bóng bán dẫn lưỡng cực "bật" thể hiện điện áp bão hòa. Đây có thể là một phần mười của một volt và để có được nó dưới 0,1V thường đòi hỏi một tỷ lệ hiện tại cao để thu thập cao không mong muốn. Tại 1 A a 0,1$V_{sat}$ (điện áp bão hòa) tiêu tan 0,1 W và tương đương với R = V / I = 0,1 / 1 = 100 $m\Omega$bóng bán dẫn. Nhưng ở 10A, các số liệu là 1 watt tiêu tan và 10$m\Omega$. 0.1V là rất khó để đạt được ở mức hiện tại cao hơn.

Các $R_{DSon}$ (Nguồn thoát nước trên điện trở) của MOSFET thường dưới 0,1 $\Omega$ và bạn có thể nhận được các thiết bị với 10 $m\Omega$ hoặc thậm chí phụ 1 $m\Omega$.

Khi tốc độ chuyển mạch tăng, các MOSFE cần một trình điều khiển cổng để sạc và xả điện dung cổng. Đây có thể là tương đối rẻ.

Sớm hơn ....

Câu trả lời rõ ràng nhất mà lò xo để tâm là khi cố gắng chuyển đổi một tải trung bình. Bộ thu-phát BJT sẽ bão hòa ở mức có thể thấp tới 200mV trong khi chuyển đổi (giả sử) 10 ampe - công suất tiêu tán là 2 watt.

Một MOSFET phong nha có thể có điện trở trên 5 milliohms và mức giảm volt sẽ là 50mV ở 10 amps - công suất tiêu tán là 0,5 watt. Tôi sẽ chọn MOSFET!

Nếu bạn truy cập vào một ứng dụng "mạnh mẽ" hơn nhiều, IGBT sẽ thắng vì MOSFET có thể dễ dàng đạt được mức kháng cự đủ thấp ở mức (giả sử) 500 amps nhưng MOSFET đang len lỏi vào khu vực này hàng năm.

Một điều tuyệt vời về MOSFET mà tôi nhận thấy là chúng tốt hơn nhiều cho việc chuyển đổi mọi thứ. Tôi có thể đặt một điện áp vào cổng mà không lo giới hạn dòng điện. Tuy nhiên, khi sử dụng một BJT, tôi cần đặt một điện trở giới hạn dòng nối tiếp với đế. Mặt khác, tín hiệu chuyển mạch có thể đổ vô số dòng điện qua BJT xuống đất.

Ví dụ, nếu tôi cần chuyển đổi một tải cần nhiều dòng hơn vi điều khiển của tôi có thể nguồn, tôi sẽ tiếp cận với các MOSFET kênh N tín hiệu nhỏ của mình. Tôi sử dụng chúng bởi vì tôi biết mạch chuyển đổi tải mà tôi tạo ra sẽ không yêu cầu điện trở nối tiếp với cổng.

Điều này có trả lời câu hỏi của bạn không?

MOSFE là thiết bị mang đa số và có thể chuyển đổi (đặc biệt là tắt) nhanh hơn nhiều so với BJT.

Ngoài ra, MOSFE được điều khiển bằng điện áp và do đó không yêu cầu dòng điều khiển trạng thái ổn định để duy trì chúng. Chúng đòi hỏi dòng điện cực đại lớn để sạc và xả điện dung cổng. (Và điện dung Miller khi FET chuyển qua vùng tuyến tính.

Khi bật, một FET là điện trở. Một bóng bán dẫn lưỡng cực có điện áp bão hòa phẳng hơn. Đối với các thiết bị có kích thước tương tự, FET sẽ có tổn thất dẫn thấp hơn ở dòng điện thấp và lưỡng cực sẽ có tổn thất dẫn thấp hơn khi điện áp bão hòa của nó nhỏ hơn * RDSon hiện tại của FET.

Bipologists thường rẻ hơn. (Không phải lúc nào cũng vậy.)

IGBT có một số đặc điểm của cả hai thiết bị và cũng có thể là một lựa chọn tốt.

Thiết bị nào bạn nên sử dụng phụ thuộc vào yêu cầu ứng dụng.