Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения

Здравствуйте, дорогие читатели. В данной статье рассмотрим отличие полевого транзистора от биполярного, узнаем в каких сферах применяются и те, и другие транзисторы.

И так, начнём…

Среди полупроводниковых приборов существуют две большие группы, в состав которых входят полевые и биполярные транзисторы. Они широко используются в электронике и радиотехнике в качестве генераторов, усилителей и преобразователей электрических сигналов. Чтобы понять, в чем основное различие этих устройств, необходимо рассмотреть их более подробно.

Отличие полевого транзистора от биполярного

Биполярные транзисторы

Проводящая область конструкции состоит из трёх «спаянных» полупроводниковых частей, с чередованием по типу проводимости. Полупроводник с донорной (электронной) проводимостью обозначается как n-тип, с акцепторной (дырочной) – p-тип. Таким образом, мы можем наблюдать только два варианта чередования – p-n-p, либо n-p-n. По этому признаку различают биполярные транзисторы с n-p-n и p-n-p структурой.

Общая часть транзисторного кристалла, контактирующая с двумя другими, называется «база». Две другие – «коллектор» и «эмиттер». Степень насыщенности базы носителями заряда (электронами или электронными вакансиями «дырками») определяет степень проводимости всего кристалла транзистора. Таким образом, осуществляется управление проводимостью переходов транзистора, что позволяет использовать его в качестве элемента усиления мощности сигнала, или ключа.

Полевые транзисторы

Проводящая часть конструкции представляет собой полупроводниковый канал p- или n-типа в металле. Ток нагрузки протекает по каналу через электроды, называемые «стоком» и «истоком». Величина сечения проводящего канала и его сопротивление зависит от обратного напряжения на p-n переходе границы металла и полупроводника канала. Управляющий электрод, соединённый с металлической областью называется «затвор».

Канал полевого транзистора может иметь электрическую связь с металлом затвора — неизолированный затвор, а может быть и отделён от него тонким слоем диэлектрика — изолированный затвор.

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные?

И так, мы узнали, что главное отличие этих двух видов транзисторов в управление. Давайте рассмотрим прочие преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными:

• высокое входное сопротивление по постоянному току и на высокой частоте, отсюда и малые потери на управление
• высокое быстродействие (благодаря отсутствию накопления и рассасывания неосновных носителей)
• почти полная электрическая развязка входных и выходных цепей, малая проходная ёмкость поскольку усилительные свойства полевых транзисторов обусловлены переносом основных носителей заряда, их верхняя граница эффективного усиления выше, чем у биполярных
• квадратичность вольт — амперной характеристики (аналогична триоду)
• высокая температурная стабильность
• малый уровень шумов, так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда, которое и делает биполярные транзисторы «шумными»
• малое потребление мощности

Накопление и рассасывание неосновных носителей заряда отсутствует в полевых транзисторах, от того и быстродействие у них очень высокое (что отмечается разработчиками силовой техники). И поскольку за усиление в полевых транзисторах отвечают переносимые основные носители заряда, то верхняя граница эффективного усиления у полевых транзисторов выше чем у биполярных.

Отличие полевого транзистора от биполярного

Здесь же отметим высокую температурную стабильность, малый уровень помех (в силу отсутствия инжекции неосновных носителей заряда, как то происходит в биполярных), экономичность в плане потребления энергии.

Цветовая маркировка транзисторов

В данной маркировке используют цветные точки для кодирования параметров транзисторов в корпусах КТ-26 (ТО-92) и КТП-4. При полной цветовой маркировке кодирование типономинала, группы и даты выпуска наносится на срезе боковой поверхности согласно принятой цветовой гамме.

Точку, обозначающую типономинал наносят в левом верхнем углу. Она является началом отсчета. Далее, по часовой стрелке наносятся три точки, означающие группу, год и месяц выпуска соответственно.

При сокращении цветовой маркировке дату выпуска опускают (указывается на вкладыше упаковки). Типономинал указывается на срезе боковой поверхности корпуса. Группа указывается на торце корпуса.

Ток или поле, управление транзисторами

Большинству людей, так или иначе имеющими дело с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.

Ток и поле, различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.

Символьно — цветовая маркировка транзисторов

Отличительная особенность данной маркировки – отсутствие цифр и букв. Типономинал транзистора обозначается на срезе боковой поверхности специальными символом (точки, горизонтальные, вертикальные или пунктирные линии) или цветной геометрической фигурой (круг, полукруг, квадрат, треугольник, ромб и др. ). Маркировка группы относится одной (несколькими) точками на торце корпуса (КТ-26, КТП-4).

Цветовая гамма точек, обозначающих группу при данной маркировке, не совпадает со стандартной цветовой гаммой по ГОСТ 24709-81. Она определяется производителем.

Символ круга на боковом срезе транзистора необходимо отличать от точки, которая не имеет четкой формы, т.к. наносится кистью.

Разная реакция на нагрев

У биполярных транзисторов температурный коэффициент сопротивления коллектор-эмиттер отрицательный (т. е. с ростом температуры сопротивление уменьшается и ток коллектор — эмиттер растет). У полевых транзисторов все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный (с ростом температуры сопротивление растет, и ток сток-исток уменьшается).

Важное следствие из этого факта — если биполярные транзисторы нельзя просто так включать параллельно (с целью умощнения), без токовыравнивающих резисторов в цепи эмиттера, то с полевыми все намного проще — благодаря автобалансировке тока сток-исток при изменении нагрузки/нагрева — их можно свободно включать параллельно без выравнивающих резисторов. Это связано с температурными свойствами p-n перехода и простого полупроводника p- или n-типа. По этой причине у полевых транзисторов гораздо реже случается необратимый выходной тепловой пробой, чем у биполярных.

Так для достижения высоких показателей коммутационных токов, можно легко набрать составной ключ из нескольких параллельных полевых транзисторов, что и используется много где на практике, например в инверторах.

А вот биполярные транзисторы нельзя просто так параллелить, им нужны обязательно токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров. Иначе, из-за разбаланса в мощном составном ключе, у одного из биполярных транзисторов рано или поздно случится необратимый тепловой пробой. Полевым составным ключам названная проблема почти не грозит. Эти характерные тепловые особенности связаны со свойствами простого n- и p-канала и p-n перехода, которые кардинально отличаются.

Принцип действия

Полупроводники занимают промежуточное состояние между проводниками и диэлектриками. В обычном состоянии они не проводят электрический ток, но их сопротивление падает с ростом температуры. Чем она выше, тем больше энергии, которую получает вещество.

В атомах полупроводника электроны отрываются от «родительского» атома и улетают к другому, чтобы заполнить там «дырку», которую оставил такой же электрон. Получается, что внутри такого материала одновременно происходят два процесса: полет электронов (n-проводимость, от слова negative – отрицательный), и образование «дырок» (p-проводимость от слова positive – положительный). В обычном куске кремния эти процессы уравновешены: количество дырок равно количеству свободных электронов.

Однако с помощью специальных веществ можно нарушить это равновесие, добавив «лишние» электроны (вещества – доноры) или «лишние» «дырки» (вещества акцепторы). Таким образом можно получить кристалл полупроводника с преобладающей n-проводимостью, либо p-проводимостью.

Если два таких материала приложить друг к другу, то в месте их соприкосновения образуется так называемый p-n переход. Дырки и электроны проходят через него, насыщая соседа. То есть там, где был избыток дырок, идет их заполнение электронами и наоборот.

В какой-то момент в месте соприкосновения не останется свободных носителей заряда и наступит равновесие. Это своего рода барьер, который невозможно преодолеть, этакая пустыня. Этот слой принято называть обедненным слоем.

Теперь, если приложить к такому материалу напряжение, то оно поведет себя интересным образом: при прямой его направленности обедненный слой истончится и через него пойдет электроток, а при обратном – наоборот, расширится.

Как говорится, если для чайников, то p-n переход обладает способностью пропускать ток только в одном направлении. Это своего рода «обратный клапан» для электрической сети. На этом их свойстве основана работа всех полупроводниковых приборов.

Существует две основные разновидности транзисторов: полевые (иногда их называют униполярными) и биполярными. Различаются они по устройству и принципу действия.

Биполярный транзистор. Принцип работы. Основные характеристики

Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера, базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение. В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. Обычно область коллектора шире, чем эмиттера. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой. Поскольку площадь контакта эмиттер-база получается значительно меньше площади контакта база-коллектор, то поменять эмиттер и коллектор местами с помощью смены полярности подключения нельзя. Таким образом, транзистор относится к несимметричным устройствам. Прежде, чем рассматривать физику работы транзистора, обрисуем общую задачу. Она заключаются в следующем: между эмиттером и коллектором течет сильный ток (ток коллектора

), а между эмиттером и базой — слабый управляющий ток (
ток базы
). Ток коллектора будет меняться в зависимости от изменения тока базы. Почему? Рассмотрим p-n переходы транзистора. Их два: эмиттер-база (ЭБ) и база-коллектор (БК). В активном режиме работы транзистора первый из них подключается с прямым, а второй — с обратным смещениями. Что же при этом происходит на p-n переходах? Для большей определенности будем рассматривать n-p-n транзистор. Для p-n-p все аналогично, только слово «электроны» нужно заменить на «дырки». Поскольку переход ЭБ открыт, то электроны легко «перебегают» в базу. Там они частично рекомбинируют с дырками, но б
о
льшая их часть из-за малой толщины базы и ее слабой легированности успевает добежать до перехода база-коллектор. Который, как мы помним, включен с обратным смещением. А поскольку в базе электроны — неосновные носители заряда, то электирическое поле перехода помогает им преодолеть его. Таким образом, ток коллетора получается лишь немного меньше тока эмиттера. А теперь следите за руками. Если увеличить ток базы, то переход ЭБ откроется сильнее, и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов. А поскольку ток коллектора изначально больше тока базы, то это изменение будет весьма и весьма заметно. Таким образом,
произойдет усиление слабого сигнала, поступившего на базу
. Еще раз: сильное изменение тока коллектора является пропорциональным отражением слабого изменения тока базы. Помню, моей одногрупнице принцип работы биполярного транзистора объясняли на примере водопроводного крана. Вода в нем — ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько мы поворачиваем ручку. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился. Помимо рассмотренных процессов, на p-n переходах транзистора может происходить еще ряд явлений. Например, при сильном увеличении напряжения на переходе база-коллектор может начаться лавинное размножение заряда из-за ударной ионизации. А вкупе с туннельным эффектом это даст сначала электрический, а затем (с возрастанием тока) и тепловой пробой. Однако, тепловой пробой в транзисторе может наступить и без электрического (т. е. без повышения коллекторного напряжения до пробивного). Для этого будет достаточно одного чрезмерного тока через коллектор. Еще одно явления связано с тем, что при изменении напряжений на коллекторном и эмиттерном переходах меняется их толщина. И если база черезчур тонкая, то может возникнуть эффект смыкания (так называемый «прокол» базы) — соединение коллекторного перехода с эмиттерным. При этом область базы исчезает, и транзистор перестает нормально работать. Коллекторный ток транзистора в нормальном активном режиме работы транзистора больше тока базы в определенное число раз. Это число называется
коэффициентом усиления по току
и является одним из основных параметров транзистора. Обозначается оно
h31
. Если транзистор включается без нагрузки на коллектор, то при постоянном напряжении коллектор-эмиттер отношение тока коллектора к току базы даст
статический коэффициент усиления по току
. Он может равняться десяткам или сотням единиц, но стоит учитывать тот факт, что в реальных схемах этот коэффициент меньше из-за того, что при включении нагрузки ток коллектора закономерно уменьшается. Вторым немаловажным параметром является
входное сопротивление транзистора
. Согласно закону Ома, оно представляет собой отношение напряжения между базой и эмиттером к управляющему току базы. Чем оно больше, тем меньше ток базы и тем выше коэффициент усиления. Третий параметр биполярного транзистора —
коэффициент усиления по напряжению
. Он равен отношению амплитудных или действующих значений выходного (эмиттер-коллектор) и входного (база-эмиттер) переменных напряжений. Поскольку первая величина обычно очень большая (единицы и десятки вольт), а вторая — очень маленькая (десятые доли вольт), то этот коэффициент может достигать десятков тысяч единиц. Стоит отметить, что каждый управляющий сигнал базы имеет свой коэффициент усиления по напряжению. Также транзисторы имеют
частотную характеристику
, которая характеризует способность транзистора усиливать сигнал, частота которого приближается к граничной частоте усиления. Дело в том, что с увеличением частоты входного сигнала коэффициент усиления снижается. Это происходит из-за того, что время протекания основных физических процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору, заряд и разряд барьерных емкостных переходов) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. Т.е. транзистор просто не успевает реагировать на изменения входного сигнала и в какой-то момент просто перестает его усиливать. Частота, на которой это происходит, и называется
граничной
. Также параметрами биполярного транзистора являются:

• обратный ток коллектор-эмиттер
• время включения
• обратный ток колектора
• максимально допустимый ток

Условные обозначения n-p-n и p-n-p транзисторов отличаются только направлением стрелочки, обозначающей эмиттер. Она показывает то, как течет ток в данном транзисторе.

Сферы применения тех и других транзисторов

Различия между полевыми и биполярными транзисторами четко разделяют области их применений. Например в цифровых микросхемах, где необходим минимальный ток потребления в ждущем состоянии, полевые транзисторы применяются сегодня гораздо шире. В аналоговых же микросхемах полевые транзисторы помогают достичь высокой линейности усилительной характеристики в широком диапазоне питающих напряжений и выходных параметров.

Схемы типа reel-to-reel удобно реализуются сегодня с полевыми транзисторами, ведь легко достигается размах напряжений выходов как сигналов для входов, совпадая почти с уровнем напряжения питания схемы. Такие схемы можно просто соединять выход одной с входом другой, и не нужно никаких ограничителей напряжения или делителей на резисторах.

Что касается биполярных транзисторов, то их типичными сферами применения остаются: усилители, их каскады, модуляторы, детекторы, логические инверторы и микросхемы на транзисторной логике.

Применение транзисторов в жизни

Транзисторы применяются в очень многих технических устройствах. Самые яркие примеры:

1. Усилительные схемы.
2. Генераторы сигналов.
3. Электронные ключи.

Во всех устройствах связи усиление сигнала необходимо. Во-первых, электрические сигналы имеют естественное затухание. Во-вторых, довольно часто бывает, что амплитуды одного из параметров сигнала недостаточно для корректной работы устройства. Информация передаётся с помощью электрических сигналов. Чтобы доставка была гарантированной и качество информации высоким, нам необходимо усиливать сигналы.
Транзисторы способны влиять не только на амплитуду, но и на форму электрического сигнала. В зависимости от требуемой формы генерируемого сигнала в генераторе будет установлен соответствующий тип полупроводникового прибора.

Электронные ключи нужны для управления силой тока в цепи. В состав этих ключей входит множество транзисторов. Электронные ключи являются одним из важнейших элементов схем. На их основе работают компьютеры, телевизоры и другие электрические приборы, без которых в современной жизни не обойтись.

Полевые побеждают, почему?

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

В настоящее время полевые транзисторы находят все более широкое применение в различных радиоустройствах, где уже с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью.

Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где опять же с успехом заменяют биполярные транзисторы и даже электронные лампы.

В устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска двигателей, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) — приборы, сочетающие в себе как биполярные, так и полевые транзисторы, уже успешно вытесняют тиристоры.

Маркировка года и месяца изготовления электронных компонентов

Согласно ГОСТ 25486-82, для того, чтобы обозначить месяц и год изготовления транзистора и других электронных компонентов, используются буквы и цифры: первое значение – год, второе значение – месяц. Что касается приборов, изготовленных за рубежом, для обозначения даты выпуска применяется кодировка из четырех цифр, где первые две – это год, следующие – номер модели.

Каждому году соответствует своя буква:
ГодКод

1986	U
1987	V
1988	W
1989	X
1990	A
1991	B
1992	C
1993	D
1994	E
1995	F
1996	H
1997	I
1998	K
1999	L
2000	M
2001	N
2002	P
2003	R
2004	S
2005	T
2006	U
2007	V
2008	W
2009	X
2010	A
2011	B
2012	C
2013	D
2014	E
2015	F

Маркировка месяца
МесяцКод

Январь	1
Февраль	2
Март	3
Апрель	4
Май	5
Июнь	6
Июль	7
Август	8
Сентябрь	9
Октябрь	O
Ноябрь	N
Декабрь	D

Чтобы обозначить месяц выпуска, применяются не только цифры, но и некоторые буквы: месяцы с января по сентябрь полностью соответствуют цифрам, следующие – первым буквам названия месяца.

Японская система JIS

Стандарты маркировки, выработанные в Японии представлены буквами и цифрами в количестве 5 штук:

1. Цифра под номером 1 – тип полупроводникового транзистора: 0 – обозначение фотодиода или фототранзистора; 1 – обозначение диода; 2 – обозначение транзистора;
2. Буквенный символ S проставляется на каждом выпущенном элементе;
3. Третий по счету маркировочный элемент говорит о разновидности детали: А – PNP с высокой частотностью; В – PNP с низкой частотностью; С — NPN с высоким уровнем частотности; D — NPN с низким уровнем частотности; Н – однопереходной; J — транзистор полевого типа с N-каналом; К — транзистор полевого типа с P-каналом;
4. Цифра под номер 4 – номер серии в диапазоне от 10 до 9999;
5. Пятый символ маркировки обозначает модификацию. Иногда данный символ отсутствует.

Бывают ситуации, когда в кодировке присутствует 6 символ – это дополнительная литера N, M или S, которая отвечает за соответствие прибора определенным стандартам. Маркировка, разработанная в Японии, не предусматривает использование обозначений цветом.

Источники

• https://habr.com/ru/post/133136/
• https://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/1098-tranzistor/
• https://remont220.ru/stati/595-shemy-vklyucheniya-tranzistorov/
• https://go-radio.ru/transistor.html
• https://tyt-sxemi.ru/tranzistor/
• https://tokar.guru/hochu-vse-znat/tranzistor-vidy-primenenie-i-principy-raboty.html
• https://raschet.info/cvetovaja-i-simvolno-cvetovaja-markirovka-tranzistorov/
• https://www.radiodetector.ru/markirovka-tranzistorov/

PRO-ELECTRON (система, разработанная в Европе)

Маркировка приборов у европейских производителей несколько отличается. Код, которым промаркирован иностранный транзистор – это комбинация символом:

1. Символ под номер один указывает на материал, из которого изготовлен прибор: А – из германия, В – из кремния, С – из арсенида галлия, R – из сульфида кадмия;
2. Второй символ сообщает о типе транзистора: С – маломощный прибор с низкой частотностью; D – мощный элемент с низкой частотностью; F – прибор маленькой мощность с высоким уровнем частотности; G – в одном корпусе присутствует одновременно два и более элемента; L – прибор с высокой мощностью и частотностью; S – маломощный прибор с функцией переключения; U – транзистор-переключатель высокой мощности;
3. Третий символ означает номер серии продукта: изделия общего пользования маркируются цифрами от 100 до 999; в том случае, когда перед цифровым значением прописана буква, это говорит о том, что данная деталь изготовлена для использования в промышленности или специализированного пользования.

Более того, общая кодировка иногда дополнятся символом модификации. Определить ее может только сам производитель.

Униполярный транзистор

Мощный полевой транзистор с каналом N-типа

Полево́й (униполя́рный) транзи́стор — полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.

Область, из которой носители заряда уходят в канал, называется истоком, область, в которую они уходят из канала, называется стоком, электрод, на который подается управляющее напряжение, называется затвором.

Содержание

• 1 История создания полевых транзисторов
• 2 Классификация полевых транзисторов
  • 2.1 Транзисторы с управляющим p-n-переходом
  • 2.2 Транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)
    • 2. 2.1 МДП-транзисторы с индуцированным каналом
    • 2.2.2 МДП-транзисторы со встроенным каналом
    • 2.2.3 МДП-структуры специального назначения
• 3 Схемы включения полевых транзисторов
• 4 Области применения полевых транзисторов
• 5 Схемы
• 6 См. также
• 7 Примечания
• 8 Литература

История создания полевых транзисторов

Схема полевого транзистора

В 1953 году Джордж Клемент Дейси и Росс предложили и реализовали конструкцию полевого транзистора — с управляющим p-n-переходом.

Впервые идея регулировки потока основных носителей электрическим полем в транзисторе с изолированным затвором была предложена Лилиенфельдом в 1926—1928 годах. Однако трудности в реализации этой идеи на практике позволили создать первый работающий прибор только в 1960 году. В 1966 году Карвер Мид  

(англ.) (рус. усовершенствовал эту конструкцию, шунтировав электроды такого прибора диодом Шоттки.

В 1977 году Джеймс Маккаллахем из Bell Labs установил, что использование полевых транзисторов может существенно увеличить производительность существующих вычислительных систем.

Классификация полевых транзисторов

Виды полевых транзисторов и их обозначение на принципиальных схемах

Полевые транзисторы классифицируют на приборы с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором, так называемые МДП («металл-диэлектрик-полупроводник»)-транзисторы, которые также называют МОП («металл-оксид-полупроводник»)-транзисторами, причём последние подразделяют на транзисторы со встроенным каналом и приборы с индуцированным каналом.

К основным параметрам полевых транзисторов причисляют: входное сопротивление, внутреннее сопротивление транзистора, также называемое выходным, крутизну стокозатворной характеристики, напряжение отсечки и некоторые другие.

Транзисторы с управляющим p-n-переходом

Рис. 1. Конструкция полевого транзистора с управляющим p-n-переходом и каналом n-типа

а) с затвором со стороны подложки;
b) с диффузионным затвором.

Сток-затворная характеристика (слева) и семейство стоковых характеристик (справа) полевого транзистора с затвором в виде p-n перехода и каналом n-типа.
VGS{\displaystyle V_{GS}} — напряжение затвор-исток;
VDS{\displaystyle V_{DS}} — напряжение сток-исток;
IDS{\displaystyle I_{DS}} — ток стока или истока;
VP{\displaystyle V_{P}} — запирающее напряжение затвора, или напряжение отсечки.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом^[1] (JFET) — это полевой транзистор, в котором пластина из полупроводника, например, n-типа (Рис. 1), имеет на противоположных концах электроды (исток и сток), с помощью которых она включена в управляемую цепь. Управляющая цепь подключается к третьему электроду (затвору) и образуется областью с другим типом проводимости, в примере на рисунке — p-типом.

Источник постоянного смещения, включенный во входную цепь, создаёт на единственном p-n-переходе обратное (запирающее) напряжение. Во входную цепь также включается и источник усиливаемого сигнала. При изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, в связи с чем меняется толщина обедненного слоя, то есть изменяется площадь поперечного сечения области в криcталле, через которую проходит поток основных носителей заряда. Эта область называется каналом.

Электроды полевого транзистора называются:

• исток (англ. source) — электрод, из которого в канал входят основные носители заряда;
• сток (англ. drain) — электрод, через который из канала уходят основные носители заряда;
• затвор (англ. gate) — электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала.

Тип полупроводниковой проводимости канала может быть как n-, так и p-типа. По типу проводимости канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом.

Полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны.

Управление током и напряжением на нагрузке, включённой последовательно к каналу полевого транзистора и источнику питания, осуществляется изменением входного напряжения, вследствие чего изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, что ведёт к изменению толщины запирающего (обеднённого) слоя. При некотором запирающем напряжении VP{\displaystyle V_{P}} площадь поперечного сечения канала станет равной нулю и ток через канал транзистора станет весьма малым.

Так как обратный ток p-n-перехода весьма мал, в статическом режиме или при низких рабочих частотах мощность, отбираемая от источника сигнала, ничтожно мала. При высоких частотах ток, отбираемый от источника сигнала, может быть значительным и идет на перезаряд входной ёмкости транзистора.

Таким образом, полевой транзистор по принципу управления током аналогичен электровакуумной лампе — триоду, но по виду сток-истоковых вольт-амперных характеристик близок к электровакуумному пентоду. При такой аналогии исток в полевом транзисторе подобен катоду вакуумного триода, затвор — сетке, сток — аноду. При этом существуют и отличия, например:

• в транзисторе отсутствует катод, который требует подогрева;
• любую из функций истока и стока может выполнять любой из этих электродов;
• существуют полевые транзисторы как с n-каналом, так и с p-каналом, что используется при производстве комплементарных пар транзисторов.

От биполярного транзистора полевой транзистор отличается, во-первых, принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем. Во-вторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления, что связано с обратным смещением p-n-перехода затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов. В-третьих, полевые транзисторы обладают низким уровнем шума (особенно на низких частотах) по сравнению с биполярными транзисторами, так как в полевых транзисторах нет инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть выполнен внутри полупроводникового кристалла.

Процессы рекомбинации носителей в p-n-переходе и в базе биполярного транзистора, а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника порождают низкочастотные шумы.

Транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)

Рис. 2. Устройство полевого транзистора с изолированным затвором.

a) — с индуцированным каналом, b) — со встроенным каналом

Основная статья: МОП-транзистор

Полевой транзистор с изолированным затвором (MOSFET) — это полевой транзистор, затвор которого электрически изолирован от канала слоем диэлектрика.

В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называют подложкой, созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Расстояние между областями истока и стока может быть меньше микрона. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика.

Так как исходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрика используется слой диоксида кремния SiO₂, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами.

Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 10¹⁰…10¹⁴ Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом 10

7…10⁹), что является преимуществом при построении высокоточных устройств.

Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.

В МДП-транзисторах с индуцированным каналом (рис. 2, а) проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (U_ЗИпор).

В МДП-транзисторах со встроенным каналом (рис. 2, б) у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.

Изображённые на рис. 2 структуры полевых транзисторов с изолированным затвором имеют подложку с электропроводностью n-типа. Поэтому сильнолегированные области под истоком и стоком, а также индуцированный и встроенный канал имеют электропроводность p-типа. Если же аналогичные транзисторы созданы на подложке с электропроводностью p-типа, то канал у них будет иметь электропроводность n-типа.

МДП-транзисторы с индуцированным каналом

При напряжении на затворе относительно истока, равном нулю, и при подаче напряжения на сток, ток стока оказывается ничтожно малым. Он представляет собой обратный ток p-n-перехода между подложкой и сильнолегированной областью стока. При отрицательном потенциале на затворе (для структуры, показанной на рис. 2, а) в результате проникновения электрического поля через диэлектрический слой в полупроводник при малых напряжениях на затворе (меньших U_ЗИпор) у поверхности полупроводника под затвором возникает обеднённый основными носителями слой (эффект поля) и область объёмного заряда, состоящая из ионизированных нескомпенсированных примесных атомов. При напряжениях на затворе больших U_ЗИпор у поверхности полупроводника под затвором возникает инверсный слой, который является каналом p-типа, соединяющим исток со стоком. Поперечное сечение канала будет изменяться с изменением напряжения на затворе, соответственно будет изменяться и ток стока, то есть ток в цепи нагрузки и относительно мощного источника питания.

В связи с тем, что затвор отделён от подложки диэлектрическим слоем, ток в цепи затвора ничтожно мал, мала и мощность, потребляемая от источника сигнала в цепи затвора и необходимая для управления относительно большим током стока. Таким образом, МДП-транзистор с индуцированным каналом может производить усиление электромагнитных колебаний по напряжению и по мощности.

Принцип усиления мощности в МДП-транзисторах можно рассматривать с точки зрения передачи носителями заряда энергии постоянного электрического поля (энергии источника питания в выходной цепи) переменному электрическому полю. В МДП-транзисторе до возникновения канала почти всё напряжение источника питания в цепи стока падало на полупроводнике между истоком и стоком, создавая относительно большую постоянную составляющую напряжённости электрического поля. Под действием напряжения на затворе в полупроводнике под затвором возникает канал, по которому от истока к стоку движутся носители заряда — дырки. Дырки, двигаясь по направлению постоянной составляющей электрического поля, разгоняются этим полем и их энергия увеличивается за счёт энергии источника питания, в цепи стока. Одновременно с возникновением канала и появлением в нём подвижных носителей заряда уменьшается напряжение на стоке, то есть мгновенное значение переменной составляющей электрического поля в канале направлено противоположно постоянной составляющей. Поэтому дырки тормозятся переменным электрическим полем, отдавая ему часть своей энергии.

МДП-транзисторы со встроенным каналом

Рис. 3. Выходные статические характеристики (a) и сток-затворная характеристика (b) МДП-транзистора со встроенным каналом.

В данной схеме в качестве нелинейного элемента используется МДП транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом.

В связи с наличием встроенного канала в таком МДП-транзисторе (рис. 2, b), при подаче напряжения на сток, ток стока оказывается значительным даже при нулевом напряжении на затворе (рис. 3, b). Поперечное сечение и проводимость канала будут изменяться при изменении напряжения на затворе как отрицательной, так и положительной полярности. Таким образом, МДП-транзистор со встроенным каналом может работать в двух режимах: в режиме обогащения и в режиме обеднения канала носителями заряда. Эта особенность МДП-транзисторов со встроенным каналом отражается и на смещении выходных статических характеристик при изменении напряжения на затворе и его полярности (рис. 3).

Статические характеристики передачи (рис. 3, b) выходят из точки на оси абсцисс, соответствующей напряжению отсечки U_ЗИотс, то есть напряжению между затвором и истоком МДП-транзистора со встроенным каналом, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения.

Формулы расчёта Ic{\displaystyle I_{c}} в зависимости от напряжения U_зи

1. {2}} — уравнение Ховстайна

МДП-структуры специального назначения

В структурах типа металл-нитрид-оксид-полупроводник (МНОП) диэлектрик под затвором выполняется двухслойным: слой оксида SiO₂ и толстый слой нитрида Si₃N₄. Между слоями образуются ловушки электронов, которые при подаче на затвор МНОП-структуры положительного напряжения (28—30 В) захватывают туннелирующие через тонкий слой SiO₂ электроны. Образующиеся отрицательно заряженные ионы повышают пороговое напряжение, причём их заряд может храниться до нескольких лет при отсутствии питания, так как слой SiO₂ предотвращает утечку заряда. При подаче на затвор большого отрицательного напряжения (28…30 В), накопленный заряд рассасывается, что существенно уменьшает пороговое напряжение.

Структуры типа металл-оксид-полупроводник (МОП) с плавающим затвором и лавинной инжекцией (ЛИЗМОП) имеют затвор, выполненный из поликристаллического кремния, изолированный от других частей структуры. Лавинный пробой p-n-перехода подложки и стока или истока, на которые подаётся высокое напряжение, позволяет электронам проникнуть через слой окисла на затвор, вследствие чего на нём появляется отрицательный заряд. Изолирующие свойства диэлектрика позволяют сохранять этот заряд десятки лет. Удаление электрического заряда с затвора осуществляется с помощью ионизирующего ультрафиолетового облучения кварцевыми лампами, при этом фототок позволяет электронам рекомбинировать с дырками.

В дальнейшем были разработаны структуры запоминающих полевых транзисторов с двойным затвором. Встроенный в диэлектрик затвор используется для хранения заряда, определяющего состояние прибора, а внешний (обычный) затвор, управляемый разнополярными импульсами для ввода или удаления заряда на встроенном (внутреннем) затворе. Так появились ячейки, а затем и микросхемы флэш-памяти, получившие в наши дни большую популярность и составившие заметную конкуренцию жестким дискам в компьютерах.

Для реализации сверхбольших интегральных схем (СБИС) были созданы сверхминиатюрные полевые микротранзисторы. Они делаются с применением нанотехнологий с геометрическим разрешением менее 100 нм. У таких приборов толщина подзатворного диэлектрика доходит до нескольких атомных слоев. Используются различные, в том числе трехзатворные структуры. Приборы работают в микромощном режиме. В современных микропроцессорах корпорации Intel число приборов составляет от десятков миллионов до 2 миллиардов. Новейшие полевые микротранзисторы выполняются на напряженном кремнии, имеют металлический затвор и используют новый запатентованный материал для подзатворного диэлектрика на основе соединений гафния^[2].

В последние четверть века бурное развитие получили мощные полевые транзисторы, в основном МДП-типа. Они состоят из множества маломощных структур или из структур с разветвлённой конфигурацией затвора. Такие ВЧ и СВЧ приборы впервые были созданы в СССР специалистами НИИ «Пульсар» Бачуриным В. В. (кремниевые приборы) и Ваксембургом В. Я. (арсенид-галлиевые приборы). Исследование их импульсных свойств было выполнено научной школой проф. Дьяконова В. П. (Смоленский филиал МЭИ). Это открыло область разработки мощных ключевых (импульсных) полевых транзисторов со специальными структурами, имеющих высокие рабочие напряжения и токи (раздельно до 500—1000 В и 50-100 А). Такие приборы нередко управляются малыми (до 5 В) напряжениями, имеют малое сопротивление в открытом состоянии (до 0,01 Ом) у сильноточных приборов, высокую крутизну и малые (в единицы-десятки нс) времена переключения. У них отсутствует явление накопления носителей в структуре и явление насыщения, присущее биполярным транзисторам. Благодаря этому мощные полевые транзисторы успешно вытесняют мощные биполярные транзисторы в области силовой электроники малой и средней мощности^[3][4].

За рубежом в последние десятилетия стремительно развивается технология транзисторов на высокоподвижных электронах (ТВПЭ), которые широко используются в СВЧ устройствах связи и радионаблюдения. На основе ТВПЭ создаются как гибридные, так и монолитные микроволновые интегральные схемы. В основе действия ТВПЭ лежит управление каналом с помощью двумерного электронного газа, область которого создаётся под контактом затвора благодаря применению гетероперехода и очень тонкого диэлектрического слоя — спейсера^[5].

Схемы включения полевых транзисторов

Полевой транзистор в каскаде усиления сигнала можно включать по одной из трех основных схем: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ).

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом с общим истоком

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом с общим стоком

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом с общим затвором

На практике в усилительных каскадах чаще всего применяется схема с ОИ, аналогичная схеме на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ). Каскад с общим истоком даёт большое усиление по мощности. Но, с другой стороны, этот каскад наиболее низкочастотный из-за вредного влияния эффекта Миллера и существенной входной ёмкости затвор-исток (С_зи).

Схема с ОЗ аналогична схеме с общей базой (ОБ). В этой схеме ток стока равен току истока, поэтому она не даёт усиления по току, и усиление по мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Каскад ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем он имеет специфическое практическое применение в усилительной технике. Преимущество такого включения — практически полное подавление эффекта Миллера, что позволяет увеличить максимальную частоту усиления и такие каскады часто применяются при усилении СВЧ.

Каскад с ОС аналогичен каскаду с общим коллектором (ОК) для биполярного транзистора — эмиттерным повторителем. Такой каскад часто называют истоковым повторителем. Коэффициент усиления по напряжению в этой схеме всегда немного меньше 1, а коэффициент усиления по мощности занимает промежуточное значение между ОЗ и ОИ. Преимущество этого каскада — очень низкая входная паразитная ёмкость и его часто используют в качестве буферного разделительного каскада между высокоомным источником сигнала, например, пьезодатчиком и последующими каскадами усиления. По широкополосным свойствам этот каскад также занимает промежуточное положение между ОЗ и ОИ.

Области применения полевых транзисторов

КМОП-структуры, строящиеся из комплементарной пары полевых транзисторов с каналами разного (p- и n-) типа, широко используются в цифровых и аналоговых интегральных схемах.

За счёт того, что полевые транзисторы управляются полем (величиной напряжения приложенного к затвору), а не током, протекающим через базу (как в биполярных транзисторах), полевые транзисторы потребляют значительно меньше энергии, что особенно актуально в схемах ждущих и следящих устройств, а также в схемах малого потребления и энергосбережения (реализация спящих режимов).

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

В настоящее время полевые транзисторы находят всё более широкое применение в различных радиоустройствах, где с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью. Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где с успехом заменяют биполярные транзисторы и электронные лампы. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) — приборы, сочетающие биполярные и полевые транзисторы, — находят применение в устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска, где успешно вытесняют тиристоры.

Схемы

См. также

• КМОП
• Спиновый полевой транзистор
• Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)

Примечания

1. ↑ И.  П. Жеребцов. Основы электроники. Изд. 5-е. — Л., 1989. — С. 114.
2. ↑ Дьяконов, 2004.
3. ↑ Бачурин, Ваксембург, Дьяконов и др., 1994.
4. ↑ Дьяконов, Максимчук, Ремнев, Смердов, 2002.
5. ↑ Li, 2006.

Литература

• Дьяконов В. П. Intel. Новейшие информационные технологии. Достижения и люди. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 416 с. — ISBN 5980031499.
• Бачурин В. В., Ваксембург В. Я., Дьяконов В. П. и др. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник / Дьяконов В. П.. — М.: Радио и связь, 1994. — 280 с.
• Дьяконов В. П., Максимчук А. А., Ремнев А. М., Смердов В. Ю. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах / Дьяконов В. П.. — М.: СОЛОН-Р, 2002. — 512 с.
• Li, Sheng S. Semiconductor Physical Electronics. — Second Edition. — Springer, 2006. — 708 с. — ISBN 978-0-387-28893-2.
• Немчинов В. М., Никитаев В. Г., Ожогин М. А. и др. Усилители с полевыми транзисторами / Степаненко И. П.. — М.: Советское радио, 1980. — 192 с.

Разница между BJT и FET в табличной форме

Электроника

BJT и FET

BJT и FET являются электронными устройствами. Основное различие между BJT и FET заключается в том, что транзистор с биполярным переходом является биполярным устройством управления током, а FET (полевой транзистор) является однопереходным транзистором. Это устройство контроля напряжения.

1: BJT (биполярный переходной транзистор) является биполярным устройством.	1:FET (полевой транзистор) — однопереходный транзистор.
2: Его работа зависит как от основных, так и от неосновных носителей заряда.	2: Его работа зависит от основных носителей заряда, которыми могут быть дырки или электроны.
3: Входной импеданс биполярного транзистора очень мал, т.е. (1 кОм -3 кОм)	3: Входной импеданс полевого транзистора очень большой.
4: это текущее устройство управления.	4: Это устройство, управляемое напряжением.
5: Шумнее.	5:Меньше шума.
6: Изменения частоты влияют на их производительность.	6:Высокочастотный отклик.
7:Это устройство, зависящее от температуры.	7: Обладает лучшей термостойкостью.
8: Это дешевле.	8:Это дороже, чем бджт.
9:Больше по размеру, чем полевой транзистор.	9: меньше по размеру, чем BJT.

10: Имеет напряжение смещения.	10: Напряжение смещения отсутствует.
11: Больше усиления.	11:Меньшее усиление.
12: Имеет высокое выходное сопротивление из-за высокого коэффициента усиления.	12: Имеет низкий выходной импеданс из-за меньшего коэффициента усиления.
13: Его коллектор и база более положительны, чем эмиттер.	13:Сток положительный, ворота отрицательные по отношению к истоку.
14: Его база отрицательна по отношению к эмиттеру.	14:Его врата более негативны по отношению к источнику.
15:Bjt состоит из трех частей (основа, излучатель и коллектор).	15:Fet состоит из трех частей (Drain, Source и Gate).
16: Имеет высокий коэффициент усиления по напряжению.	16: Низкий коэффициент усиления по напряжению.
17: Низкий коэффициент усиления по току.	17: Имеет высокий коэффициент усиления по току.
18: Среднее время переключения.	18: Быстрое время переключения.
19:Легко поддается смещению.	19: Его смещение затруднено.

20: Предпочтительны для слаботочных приложений.	20: предпочтительнее для приложений с низким напряжением.
21: Для поддержания требуется небольшой ток.	21:Для их работы требуется небольшое напряжение.
22: потребляет больше энергии. 23: Имеет отрицательный температурный коэффициент.	22:Потребляет меньше энергии. 23: Имеет положительный температурный коэффициент.

Похожие статьи

Проверьте также

Закрыть

bjt — FET против биполярного транзистора

спросил 8 лет, 6 месяцев назад

Изменено 8 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено 8к раз

\$\начало группы\$

Я знаю, что этот вопрос может показаться очевидным, но я все еще не могу найти на него ответ.

Каково назначение и наиболее подходящие области применения полевых транзисторов?

Я имею в виду, у нас есть транзисторы NPN с биполярным переходом. Его можно использовать для управления сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, например, для включения реле через контактный выход микроконтроллера. Самая важная характеристика (пожалуйста, не ругайте это утверждение) — рабочее напряжение, ч _fe и рассеиваемая мощность. Можно предположить, что NPN-транзистор с h _fe = 50 при фиксированном напряжении и токе база-эмиттер 10 мА пропускает до 500 мА от коллектора к эмиттеру. В целом можно сказать, что ток коллектор-эмиттер определяется током база-эмиттер.

[Отказ от ответственности: я не уверен в следующих утверждениях, и разъяснение является целью публикации этого вопроса]: Хорошо, теперь давайте посмотрим на полевые транзисторы. Ток исток-сток определяется напряжением затвор-сток:

Второй график (над буквой б) представляет собой зависимость тока исток-сток от напряжения затвор-сток. Итак,

• В то время как «полезное» усиление тока биполярных транзисторов определяется током между двумя выводами, усиление тока полевых транзисторов определяется напряжением между двумя выводами;
Транзистор
• FET потребляет гораздо меньше энергии, поскольку сопротивление затвор-сток очень велико;

Предполагая, что эти два утверждения верны, я не совсем понимаю, как я хочу использовать эти транзисторы и когда я должен предпочесть их биполярным.

Заранее спасибо.

• транзисторы
• бджт
• фэт

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Если вы хотите избежать священных войн, вам следует избегать упрощенных и неполных заявлений :-).

Биполярные транзисторы управляются током.

МОП-транзисторы управляются напряжением.

В обоих случаях разброс параметров при производстве таков, что схема почти всегда будет полагаться на обратную связь для получения заданного коэффициента усиления по напряжению или току.

МОП-транзисторы имеют тенденцию быть немного более дорогими в самом нижнем конце для «мармеладных» приложений. Но для переключения более чем на несколько ~ 100 мА полевые МОП-транзисторы обычно так же дешевы или дешевле, чем функционально эквивалентные транзисторы, ими легче управлять от uC (микроконтроллера) в качестве цифрового переключателя, чем биполярные транзисторы, и, как правило, имеют значительно превосходящие характеристики.

Включенный биполярный транзистор имеет напряжение насыщения. Это может быть несколько десятых долей вольта, и чтобы получить его намного ниже 0,1 В, обычно требуется высокое отношение тока базы к току коллектора, которое нежелательно велико. При 1 А 0,1 \$V_{sat}\$ (напряжение насыщения) рассеивает 0,1 Вт и является эквивалентом R = V/I = 0,1/1 = 100 \$m\Omega\$ транзистора. Но при 10А цифры рассеивания 1 Ватт и 10 \$м\Омега\$. 0,1 В очень трудно достичь при более высоких уровнях тока.

\$R_{DSon}\$ (Drain-Source на сопротивлении) MOSFET обычно ниже 0,1 \$\Omega\$, и вы можете получить устройства с 10 \$m\Omega\$ или даже менее 1 \$ м\Омега\$.

По мере увеличения скорости переключения полевым МОП-транзисторам требуется драйвер затвора для зарядки и разрядки емкости затвора. Они могут быть относительно дешевыми.

Скоро….

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Самый очевидный ответ, который приходит на ум, — это когда пытаешься переключить среднюю нагрузку. Коллектор-эмиттер BJT насыщается, возможно, при напряжении всего 200 мВ при переключении (скажем) 10 ампер — рассеиваемая мощность составляет 2 Вт.

Приличный полевой МОП-транзистор может иметь сопротивление во включенном состоянии 5 мОм, а падение напряжения будет составлять 50 мВ при 10 амперах — рассеиваемая мощность составляет 0,5 Вт. Я бы выбрал МОП-транзистор!

Если вы выбираете гораздо более «мощное» приложение, IGBT побеждает, потому что MOSFET не могут легко достичь достаточно низкого сопротивления во включенном состоянии (скажем) 500 ампер, но MOSFET с каждым годом все больше проникают в эту область.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Одна замечательная особенность полевых МОП-транзисторов, которую я заметил, заключается в том, что они намного лучше переключают элементы. Я могу подать напряжение на затвор, не беспокоясь об ограничении тока. Однако при использовании биполярного транзистора мне нужно включить токоограничивающий резистор последовательно с базой. В противном случае сигнал переключения может сбрасывать нагрузку тока через BJT на землю.

Например, если мне нужно переключить нагрузку, для которой требуется больший ток, чем может обеспечить мой микроконтроллер, я собираюсь использовать свои N-канальные МОП-транзисторы с малым сигналом. Я использую их, потому что знаю, что схема переключения нагрузки, которую я делаю, не требует последовательного резистора с затвором.

Это ответ на ваш вопрос?

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

MOSFET являются устройствами с большей несущей и могут переключаться (особенно выключаться) намного быстрее, чем BJT.