Биполярни и полеви транзистори - каква е разликата

Ток или поле

Повечето хора, по един или друг начин се сблъскват с електрониката, основното устройство на полеви и биполярни транзистори трябва да бъде известно. Поне от наименованието „транзистор с полев ефект“, очевидно е, че той се управлява от полето, електрическото поле на затвора, докато биполярен транзистор, контролиран от базов ток.

Ток и поле - разликата е кардинална. При биполярните транзистори токът на колектора се контролира чрез промяна на управляващия ток на основата, докато за контролиране на източващия ток на полевия транзистор е достатъчно да промените напрежението, приложено между портата и източника, и не е необходим самият контролен ток.

БНТ по-бързо

какво транзистори по-добро поле или биполярно? Предимството на полевите транзистори в сравнение с биполярните е очевидно: транзисторите с полеви ефекти имат високо входно съпротивление в постоянен ток и дори управлението на висока честота не води до значителни енергийни разходи.

Натрупването и резорбцията на миноритарни носители на заряди отсъства в полеви транзистори, поради което скоростта им е много висока (както отбелязват разработчиците на силово оборудване). И тъй като преносът на основните носители на заряд е отговорен за усилването в полеви транзистори, горната граница на ефективното усилване на полеви транзистори е по-висока от тази на биполярните.

Тук също така отбелязваме висока температурна стабилност, ниско ниво на смущения (поради липсата на инжектиране на миноритарни носители на заряди, както се случва при биполярните носители) и икономичност по отношение на консумацията на енергия.

Различна реакция на топлина

Ако биполярният транзистор се загрява по време на работа на устройството, токът на колектор-емитер се увеличава, тоест температурният коефициент на съпротивление на биполярните транзистори е отрицателен.

В полето е точно обратното - температурният коефициент на източника на източване е положителен, тоест с повишаване на температурата се увеличава и съпротивлението на канала, тоест намалява токът на източника на източник. Това обстоятелство дава на транзистора с полев ефект още едно предимство пред биполярните: транзисторите с полеви ефекти могат да бъдат безопасно свързани паралелно и изравняващи резистори в веригите на техните дренажи няма да се изискват, тъй като в съответствие с увеличаването на натоварването съпротивлението на канала също автоматично ще се увеличи.

За да постигнете високи токове на превключване, можете лесно да наберете съставен ключ от няколко паралелни транзистора с полев ефект, който се използва много на практика, например в инвертори (виж - Защо съвременните инвертори използват транзистори, а не тиристори).

Но биполярните транзистори не могат просто да бъдат успоредни, те се нуждаят непременно от резистори за изравняване на ток в схемите на излъчвателите. В противен случай, поради дисбаланс в мощен композитен ключ, един от биполярните транзистори рано или късно ще има необратимо термично счупване. Посоченият съставен проблем почти не е застрашен от полеви съставни ключове. Тези характерни термични характеристики са свързани със свойствата на обикновен n- и p-канал и p-n кръстовищекоито са коренно различни.

Обхват на тези и други транзистори

Разликите между полевия ефект и биполярните транзистори ясно разделят областта на тяхното приложение. Например в цифрови схеми, където се изисква минимална консумация на ток в режим на готовност, днес полевите транзистори се използват много по-широко. В аналогови микросхеми транзисторите с полеви ефекти помагат да се постигне висока линейност на усилващите характеристики в широк диапазон на захранващите напрежения и изходните параметри.

Веригите на макарата до макарата удобно се реализират днес с полеви транзистори, тъй като обхватът на изходните напрежения като сигнали за входове се постига лесно, почти съвпадайки с нивото на захранващото напрежение. Такива вериги могат просто да свържат изхода на единия с входа на другия и не са необходими ограничители на напрежение или разделители на резисторите.

Що се отнася до биполярните транзистори, техните типични приложения остават: усилватели, техните степени, модулатори, детектори, логически инвертори и логически схеми на транзистора.

Поле победа

Изключителни примери за устройства, базирани на полеви транзистори, са електронните часовници и дистанционно управление за телевизия, Благодарение на използването на CMOS структури, тези устройства могат да работят до няколко години от един миниатюрен източник на енергия - батерия или акумулатор, тъй като на практика не консумират енергия.

Понастоящем полевите транзистори все повече се използват в различни радиоустройства, където вече успешно заместват биполярните. Използването им в радиопредавателни устройства позволява да се увеличи честотата на носещия сигнал, осигурявайки на такива устройства висок имунитет на шум.

Притежаващи ниско съпротивление в отворено състояние, те се използват в крайни етапи на високомощни аудиочестотни усилватели (Hi-Fi), където отново биполярните транзистори и дори електронните тръби успешно се заменят.

В устройства с висока мощност, като меки стартери, Изолирани затворен биполярни транзистори (IGBT) - устройства, които комбинират както биполярни, така и полеви транзистори, вече успешно се изместват тиристори.

Вижте също: Видове транзистори и техните характеристики