Darlington, MOSFET và các nút giao tiếp lưỡng cực


31

Tôi nhận ra có hàng tá trên hàng chục loại bóng bán dẫn , mỗi loại được sử dụng cho các mục đích cụ thể. Đôi khi có sự chồng chéo lớn; nhiều loại có thể hoạt động trong một mạch nhất định, nhưng đôi khi chỉ có một bóng bán dẫn cụ thể là lý tưởng.

Không đọc tất cả các chi tiết cụ thể của từng loại, có một số loại tài liệu tham khảo hoặc hướng dẫn nhanh hữu ích khi nghiên cứu loại bóng bán dẫn để sử dụng? Ví dụ, tôi quen thuộc với một số loại bóng bán dẫn và thường sử dụng chúng trong các dự án của mình. Cuối cùng, ai đó sẽ xem xét dự án và nói "Tại sao bạn không sử dụng X thay vì Y ở đó?" Tại thời điểm đó, tôi nghiên cứu X và tìm hiểu một cái gì đó mới.

Nếu có một "infographic của bóng bán dẫn", nó có thể đã giúp tôi nghiên cứu tất cả các loại liên quan đến "X" vì vậy tôi đã biết để đọc về chúng.

(Ví dụ, tôi đã cố sử dụng diode Zener trong mạch nhưng không biết rằng thứ tôi thực sự muốn là một bộ triệt điện áp nhất thời. Một cái gì đó cho thấy Zeners và TVS có liên quan như thế nào có thể hữu ích.)

Tìm kiếm trên internet không mang lại nhiều kết quả ngoài một vài cây gia đình bóng bán dẫn và tương tự:

Các loại bóng bán dẫn

từ học về điện tử

Có ai biết (hoặc muốn tạo ra!) Một hướng dẫn lựa chọn bóng bán dẫn hữu ích mà không cho rằng bạn quen thuộc với tất cả các loại bóng bán dẫn?


5
IGBT cũng vậy
Nick Alexeev

1
Ngoài ra còn có các bóng bán dẫn Nhật Bản và châu Âu ngoài những bóng bán dẫn bình thường.
Olin Lathrop

8
Tôi nghĩ rằng sơ đồ đó là tổn thương não. Đối với người mới bắt đầu, CMOS không phải là một loại bóng bán dẫn, mà là sự sắp xếp của các MOSFET kênh N và kênh P riêng biệt. Cũng có những bóng bán dẫn không phù hợp với hệ thống phân cấp này, như IGBT.
Phil Frost

@Phil Tôi sắp xếp một biểu đồ "tổn thương não" để minh họa cho sự cần thiết phải có một biểu đồ tốt hơn. Tôi nghĩ rằng có một cơ hội tuyệt vời cho một infographic bóng bán dẫn rõ ràng.
JYelton

Tôi không nghĩ câu hỏi này phù hợp với SE vì nó quá mở. Không có câu trả lời thực tế. Tôi đã từng viết một bài ca ngợi dài trên Wikipedia về lý do tại sao không thực sự có thể tạo một hệ thống phân cấp như những gì được đề xuất trong sơ đồ ví dụ của bạn: en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia_talk:Root_page/ . Rất nhiều trong số đó là dành riêng cho WP, nhưng phần "Tạo phân cấp ngay cả khi bạn không muốn" áp dụng ở đây.
Photon

Câu trả lời:


35

Câu hỏi của bạn chắt lọc thành "tôi nên sử dụng bóng bán dẫn như thế nào?" và câu trả lời lấp đầy toàn bộ sách . Các nhà phân phối mang hàng chục ngàn bóng bán dẫn khác nhau để đáp ứng nhu cầu của các nhà thiết kế. Do đó, tôi không tin rằng bạn có thể tạo một infographic hoàn chỉnh, chính xác và hữu ích cùng một lúc.

Những gì tôi có thể cung cấp cho bạn là một tập hợp các heuristic:

Chọn...

  • ... một BJT khi :

    • bạn cần một bộ khuếch đại hiện tại¹

    • bạn có sức mạnh để đốt cháy, vì vậy dòng cơ sở cần thiết không làm phiền bạn

    • "chân dưới" của bóng bán dẫn có thể bị kéo lên trên "chân trên" và bạn cần đường dẫn này để không tiến hành khi điều đó xảy ra, giống như trong MOSFET do diode cơ thể

    • bạn cần khai thác diode CB hoặc EB ²

  • ... một JFE khi :

  • ... một MOSFET khi :

    • bạn cần một công tắc⁵

    • bạn cần trở kháng đầu vào cao hơn so với BJT và không thể tìm thấy IGBT phù hợp với hóa đơn

    • bạn không thể tìm thấy một JFE đủ mạnh để kiểm soát nguồn điện mà mạch của bạn cần

    • bạn đang xem JFE, nhưng sau đó nhận ra rằng bạn cần hoạt động ở chế độ nâng cao⁷

    • bạn muốn khai thác diode cơ thể vốn có như một tính năng, thay vì coi đó là một vấn đề để đối phó với⁸

  • ... một IGBT khi :

    • bạn cần một cái gì đó hoạt động như một BJT trở kháng đầu vào cao

Tôi đã bỏ qua phần lớn các kết hợp bóng bán dẫn ở trên, bởi vì một khi bạn bắt đầu kết hợp các bóng bán dẫn, các khả năng theo nghĩa đen sẽ trở nên vô hạn. Ngày nay, bạn có một phạm vi từ các cặp Darlington đến IC tỷ tỷ , với các sắp xếp mạch mới được thiết kế mọi lúc.

Có rất nhiều, rất nhiều loại bóng bán dẫn, nhưng phần lớn, bạn muốn tìm hiểu tất cả những điều trên trước khi chuyển sang chúng. Những cái khác thường là dẫn xuất của các lớp trên, vì vậy nếu không có căn cứ ban đầu, bạn sẽ không có cơ sở để chọn một trong các exotics. Ví dụ:

  • Cần khai thác thực tế rằng cơ sở của BJT nhạy cảm với ánh sáng khi không được đóng gói? Được rồi, đó là một phototransistor .

  • Cần nhiều trình phát hoặc bộ sưu tập trên BJT của bạn? Chắc chắn, không có vấn đề, đó là dễ dàng để tạo ra trong silicon; nó thường hữu ích và do đó thường được thấy ở cấp độ silicon tùy chỉnh.

  • Cần một BJT, nhưng nhanh hơn rất nhiều? Được rồi, chúng tôi sẽ không sử dụng silicon pha tạp cho tất cả mọi thứ, chúng tôi sẽ kết hợp các vật liệu thành một bóng bán dẫn dị vòng .

  • Cần phải đóng gói bóng bán dẫn thậm chí chặt hơn bình thường, nhưng gặp rắc rối với hiệu ứng kênh ngắn ? Được rồi, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn một FinFET .

  • Cần một cái gì đó hoạt động giống như một diode, và giống như một BJT? Được rồi, chúng tôi sẽ làm mờ các dòng cho bạn và cung cấp cho bạn một UJT .

  • Cần một cái gì đó giống như IGBT nhưng với mức lỗ thấp hơn và mức tăng hiện tại cao hơn? Một bóng bán dẫn ngã ba SiC có thể là những gì bạn đang tìm kiếm.


Chú thích

  1. Bạn cũng có thể tạo ra các bộ khuếch đại điện áp với lưỡng cực, tất nhiên.

  2. Các BJT tín hiệu nhỏ tạo ra các điốt rò rỉ thấp tuyệt vời.

  3. Các thiết bị năng lượng giống như JFE tồn tại, như CoolSIC của Infineon , nhưng chúng tương đối mới và kỳ lạ, do đó đắt tiền.

  4. Đây là lý do tại sao có rất nhiều op-amps đầu vào JFE.

  5. Tất cả các loại bóng bán dẫn khác cũng có thể hoạt động như một công tắc, nhưng MOSFE vượt trội về điều này.

  6. MOSFE công suất không hoàn toàn giống với JFE công suất, và nó không phải là sự thay thế duy nhất, nhưng nó thường là sự thay thế đơn giản nhất, rẻ nhất.

  7. JFE chỉ là các thiết bị ở chế độ cạn kiệt.

  8. Một câu trả lời của tôi ở đây tại EE.SE cho thấy một mạch như vậy.


2
Bạn đã giải quyết điều này một cách chính xác. Sự ngây thơ của câu hỏi cần được giải quyết. Một infographic vẫn có thể hữu ích, nhưng rõ ràng sẽ cần phải không đầy đủ. Có lẽ chỉ có n họ bóng bán dẫn phổ biến nhất sẽ được đại diện. Tôi thấy khó tiếp thu tất cả các thông tin về bóng bán dẫn vì có rất nhiều loại như bạn đã chỉ ra. Thật khó để tìm một điểm khởi đầu ... Mà, tôi cho rằng, đó là những gì tôi đang yêu cầu.
JYelton
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.