Чем отличается полевой транзистор от биполярного: Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения

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.

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.

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.

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.

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.

Видео, отличие полевого транзистора от биполярного

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Чем отличается биполярный транзистор от полевого

Компьютер — это сложная система, состоящая из отдельных частей. Разбирая, как работают эти отдельные части большие и малые , мы приобретаем знание. Обретая знание, мы получаем шанс помочь своему железному другу-компьютеру, если он вдруг забарахлит. Мы же ведь в ответе за тех, кого приручили, не правда ли?


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР — как это работает

MOSFET транзисторы


Основы электроники. Подобно тому, как в различных электронных устройствах биполярные транзисторы работают с включением по схеме с общим эмиттером, с общим коллектором или с общей базой, полевые транзисторы во многих случаях можно использовать аналогичным образом включая их: с общим истоком, с общим стоком или с общим затвором. Разница заключается в способе управления: биполярный транзистор управляется током базы, а полевой транзистор — зарядом затвора. С точки зрения затрат энергии на управление, управление полевым транзистором получается в целом более экономичным, чем управление транзистором биполярным.

Это один из факторов, объясняющих нынешнюю популярность полевых транзисторов. Рассмотрим, однако, в общих чертах типичные схемы включения полевых транзисторов. Включение с общим истоком. Схема включения полевого транзистора с общим истоком является аналогом схемы с общим эмиттером для биполярного транзистора.

Такое включение весьма распространено в силу возможности давать значительное усиление по мощности и по току, фаза напряжения цепи стока при этом переворачивается. Входное сопротивление непосредственно перехода затвор-исток достигает сотен мегаом, хотя оно может быть уменьшено путем добавления резистора между затвором и истоком с целью гальванически подтянуть затвор к общему проводу защита полевого транзистора от наводок.

Величина этого резистора Rз от 1 до 3 МОм обычно подбирается так, чтобы не сильно шунтировать сопротивление затвор-исток, при этом не допускать перенапряжения от тока обратносмещенного управляющего перехода. Существенное входное сопротивление полевого транзистора в схеме с общим истоком является важным достоинством именно полевого транзистора, при его использовании в схемах усиления напряжения, тока и мощности, ведь сопротивление в цепи стока Rс не превышает обычно единиц кОм.

Включение с общим стоком. Схема включения полевого транзистора с общим стоком истоковый повторитель является аналогом схемы с общим коллектором для биполярного транзистора эмиттерный повторитель.

Такое включение используется в согласующих каскадах, где выходное напряжение должно находиться в фазе с входным.

Входное сопротивление перехода затвор-исток как и прежде достигает сотен мегаом, при этом выходное сопротивление Rи сравнительно небольшое. Данное включение отличается более высоким частотным диапазоном, чем схема с общим истоком. Коэффициент усиления по напряжению близок к единице, так как напряжение исток-сток и затвор-исток для данной схемы обычно близки по величине.

Включение с общим затвором. Схема с общим затвором — подобие каскаду с общей базой для биполярного транзистора.

Усиления по току здесь нет, потому и усиление по мощности многократно меньше, чем в каскаде с общим истоком. Напряжение при усилении имеет ту же фазу, что и управляющее напряжение. Поскольку выходной ток равен входному, то и коэффициент усиления по току равен единице, а коэффициент усиления по напряжению, как правило, больше единицы. В данном включении присутствует особенность — параллельная отрицательная обратная связь по току, ибо при повышении управляющего входного напряжения, потенциал истока возрастает, соответственно ток стока уменьшается, и снижает напряжение на сопротивлении в цепи истока Rи.

Так с одной стороны напряжение на сопротивлении истока увеличивается благодаря росту входного сигнала, но уменьшается снижением тока стока, это и есть отрицательная обратная связь. Данный феномен делает шире полосу пропускания каскада в области высоких частот, поэтому схема с общим затвором популярна в усилителях напряжения высоких частот, и особенно востребована в высоко устойчивых резонансных схемах. Искать в Школе для электрика:.


Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения.

Транзисторы — это полупроводниковые приборы, которые предназначены для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. Это главный компонент в любой электрической схеме. Транзисторы бывают полевые и биполярные. Отличие их в том, что в биполярном транзисторе в переносе заряда участвуют электроны носители отрицательных зарядов и дырки носители положительных зарядов , а в полевом — один из носителей зарядов электроны или дырки. В аналоговой технике в основном применяют биполярные транзисторы, а полевые — в цифровой.

Полевой транзистор характеризуется следующей ВАХ: транзистора, по сравнению с биполярным, Кроме того, они отличаются малыми шумами.

Полевой транзистор. Биполярный транзистор. Транзисторный ключ.

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля , создаваемого входным сигналом. Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака электронами или дырками , поэтому такие приборы называются униполярными в отличие от биполярных. Идея полевого транзистора с изолированным затвором была предложена Лилиенфельдом в — годах. Однако объективные трудности в реализации этой конструкции позволили создать первый работающий прибор этого типа только в году. В году Дейки и Росс предложили и реализовали другую конструкцию полевого транзистора — с управляющим p-n-переходом. Наконец, третья конструкция полевых транзисторов — полевых транзисторов с барьером Шоттки — была предложена и реализована Мидом в году. По физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят на 2 группы. Первую образуют транзисторы с управляющим р-n переходом или переходом металл — полупроводник барьер Шоттки , вторую — транзисторы с управлением посредством изолированного электрода затвора , т. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован то есть отделён в электрическом отношении от канала p-n переходом , смещённым в обратном направлении. Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении см.

Что такое полевой транзистор и как его проверить

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Портал между измерениями нельзя открыть. Туннель портал пространства-времени при своем возникновении имеет бесконечную 1 ставка. Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка.

By kofa , November 25, in Начинающим. Скажите, в чем заключаются основные различия между полевыми и биполярными транзисторами.

Конструктивно-технологические особенности MOSFET полевых транзисторов

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Что такое полевой транзистор и как его проверить

А теперь давайте поговорим о полевых транзисторах. Что можно предположить уже по одному их названию? Во-первых, поскольку они транзисторы, то с их помощью можно как-то управлять выходным током. Во-вторых, у них предполагается наличие трех контактов. И в-третьих, в основе их работы лежит p-n переход.

И, как и их биполярные «собратья», полевые транзисторы до сих пор играют в электронике огромную роль. Перед тем, как перейти к.

Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET)

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля в биполярных транзисторах выходной ток управляется входным током. Полевые транзисторы называют также униполярными, так как в процессе протекания электрического тока участвует только один вид носителей. Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Все они имеют три электрода: исток источник носителей тока , затвор управляющий электрод и сток электрод, куда стекают носители.

Физические основы электроники: Конспект лекций

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🧧#14 Полевой JFET транзистор. Транзистор с управляющим pn переходом

Трехногий полупроводник с замечательным качеством — способность усиливать ток. Значит это следующее: к транзистору прикладывается два тока — большой и малый. Оба эти тока имеют свои источники питания и это не транзистор. Для полевого транзистора будет наоборот — усиление малого тока уменьшает пропускную способность транзистором большого тока. Бывают транзисторы полевые и биполярные. У биполярных выводы называются базой, эмиттером и коллектором.

Основы электроники. Подобно тому, как в различных электронных устройствах биполярные транзисторы работают с включением по схеме с общим эмиттером, с общим коллектором или с общей базой, полевые транзисторы во многих случаях можно использовать аналогичным образом включая их: с общим истоком, с общим стоком или с общим затвором.

Главное отличие этих двух видов транзисторов в том, что вторые управляются с помощью изменения тока, а первые — напряжения. И из этого следуют прочие преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными:. У биполярных транзисторов температурный коэффициент сопротивления коллектор-эмиттер отрицательный т. 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.

Полевой транзистор с изолированным затвором IGFET, insulated-gate field-effect transistor , также известный, как полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник MOSFET , является разновидностью полевого транзистора. Но когда речь идет о дискретных элементах, биполярные транзисторы более многочисленны по сравнению с MOSFET транзисторами. Гораздо более крупные MOSFET транзисторы способны коммутировать токи до ампер при низких напряжениях; а некоторые работают с напряжениями почти вольт при низких токах. Эти устройства могут занимать до 1 квадратного сантиметра кремния.


В чем разница между биполярным и полевым транзистором

Транзистору скоро исполнится 100 лет. Этот компонент на долгое время стал основой всей электроники 20 века. В настоящее время он тоже остаётся важной частью электронных схем, хотя внешняя форма исполнения изменилась: часто отдельные транзисторы объединяются в микросхемы и процессоры. В одной микросхеме может находиться несколько сотен и даже тысяч микроскопических транзисторов.

Что представляет собой транзистор как таковой? По сути, он почти ничем не отличается от обычного диода – электронного компонента, пропускающего ток только в одном направлении. В отличие от него, у транзистора есть дополнительный вывод, который «открывает» и «закрывает» прибор. Действительно, это очень похоже на водопроводный кран.

Только управляется этот кран тем же самым током. Если транзистор имеет тип PNP (прямой), то этот дополнительный вывод открывается подачей отрицательного сигнала, а если NPN (обратный), то положительного. Дополнительный вывод именуется базой, входной вывод – эмиттером, а выходной – коллектором. В PNP-транзисторе ток течёт от плюса к минусу, а в NPN – в обратном направлении.

Впрочем, транзистор отличается от диода не только этим. Он обладает ещё и усиливающими свойствами. Поэтому усилительная аппаратура – одно из основных применений этого компонента.

Как устроен биполярный транзистор

Все транзисторы делятся на два основных типа – биполярные и полевые. Биполярные транзисторы – самые распространённые. Они состоят из трёхслойных полупроводников, каждый слой которых соединяется с внешним выводом через металло-полупроводниковый контакт. Средний слой обычно используется в качестве базы. Эмиттер и коллектор – это два крайних слоя, соединённые с соответствующими выводами.

Устройство биполярного транзистора

На схеме эмиттер изображается выводом со стрелкой, которая показывает направление движения тока.

Управление биполярным транзистором осуществляется путём подачи на базу определённого напряжения – положительного (для NPN) и отрицательного (для PNP). Изменяя значение этого напряжения, можно в большей или меньшей степени открывать «кран».

Биполярные NPN-транзисторы пользуются большей популярностью, поскольку в них основная роль отводится электронам, а не дыркам (положительным условным частицам). Электроны имеют в несколько раз большую подвижность, чем дырки, поэтому обратные транзисторы работают лучше и быстрее.

Устройство полевых транзисторов

Полевые транзисторы устроены немного по-другому. Здесь управление работой прибора осуществляется с помощью электрического поля, которое направлено перпендикулярно току. Подобно биполярным транзисторам, полевые тоже имеют три вывода, которые, правда, называются иначе: исток, сток и затвор. Электрическое поле создаётся с помощью определённого напряжения, приложенного к затвору, который служит аналогом базы биполярного транзистора.

Устройство полевого транзистора с p-n-переходом

Также у полевого транзистора имеется проводящий слой, который называют каналом. По нему и течёт ток. Канал может быть N или P-типа, а также иметь различную пространственную конфигурацию. Каналы могут быть обогащёнными носителями или обеднёнными.

Существуют полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом и с полностью изолированным затвором.

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором

Что общего между этими устройствами?

Понятно, что и то, и другое – это транзисторы. У каждого есть три вывода, один из которых является управляющим. в зависимости от того, какой сигнал на него подан, ток по транзистору или будет течь, или не будет. Отличаются эти устройства лишь нюансами работы, однако таких нюансов достаточно много.

Отличия биполярных и полевых транзисторов

Полевые транзисторы более предпочтительны по большинству параметров:

  1. У них более высокое быстродействие.
  2. Они имеют маленькие потери на управление.
  3. У полевых транзисторов значительно более высокие усилительные способности.
  4. Они производят меньше шума и потребляют малую мощность.

Однако полевые транзисторы не переносят статического напряжения. Этим их использование и ограничивается, ведь в электронных устройствах оно накапливается постоянно. Там, где необходимо применять полевые транзисторы, необходимо предусмотреть их защиту от статического напряжения.

Как бы то ни было, полевые транзисторы почти полностью вытеснили биполярные из цифровой техники. В аналоговой, наоборот, пока что господствуют биполярные.

Изобретение полевых транзисторов, собственно, и было связано с производством электронно-вычислительных машин. В 1977 году учёные обнаружили, что с их помощью можно ускорить работу компьютерной техники. С этого времени транзисторы нового типа стали находить широкое применение – начиналась эра цифровых устройств.

Относительно недавно, в 1990-х годах, появился ещё один, «гибридный» тип таких компонентов. Это биполярные транзисторы с изолированным затвором, или IGBT. Такой прибор, по сути, является сочетанием биполярного транзистора, играющего роль силового канала, и полевого, являющегося управляющим элементом. Благодаря этому удалось совместить в одном компоненте выгодные выходные показатели (как у биполярного устройства) с предпочтительными входными (как у полевого). Управляются IGBT, как и полевые транзисторы, с помощью электрического поля.

Применяются гибридные компоненты в различных преобразователях, инверторах, импульсных регуляторах тока и т.д.

Полевой транзистор — это… Что такое Полевой транзистор?

Полевой транзистор (англ. field-effect transistor, FET) — полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом.

Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы часто включают в более широкий класс униполярных электронных приборов (в отличие от биполярных).

История создания полевых транзисторов

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 29 мая 2012.

Идея полевого транзистора с изолированным затвором была предложена Лилиенфельдом в 1926—1928 годах. Однако объективные трудности в реализации этой конструкции позволили создать первый работающий прибор этого типа только в 1960 году. В 1953 году Дейки и Росс предложили и реализовали другую конструкцию полевого транзистора — с управляющим p-n-переходом. Наконец, третья конструкция полевых транзисторов — полевых транзисторов с барьером Шоттки — была предложена и реализована Мидом (англ.)русск. в 1966 году. Затем в 1977 году ученый Джеймс МакКаллахем из Bell Labs установил, что использование полевых транзисторов может существенно увеличить производительность существующих вычислительных систем.

Схемы включения полевых транзисторов

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

На практике чаще всего применяется схема с ОИ, аналогичная схеме на биполярном транзисторе с ОЭ. Каскад с общим истоком даёт очень большое усиление тока и мощности. Схема с ОЗ аналогична схеме с ОБ. Она не даёт усиления тока, и поэтому усиление мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Каскад ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем он имеет ограниченное практическое применение в усилительной технике.

Классификация полевых транзисторов

По физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят на 2 группы. Первую образуют транзисторы с управляющим р-n переходом, или переходом металл — полупроводник (барьер Шоттки), вторую — транзисторы с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (металл — диэлектрик — полупроводник).

Транзисторы с управляющим p-n переходом

Рис. 1. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n переходом

Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.

Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см. рис. 1). При изменении обратного напряжения на p-n переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n переходе и по которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком (Source). Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком (Drain). Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором (Gate).

Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Все полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны.

Управление током стока, то есть током от внешнего относительно мощного источника питания в цепи нагрузки, происходит при изменении обратного напряжения на p-n переходе затвора (или на двух p-n переходах одновременно). В связи с малостью обратных токов мощность, необходимая для управления током стока и потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, оказывается ничтожно малой. Поэтому полевой транзистор может обеспечить усиление электромагнитных колебаний как по мощности, так и по току и напряжению.

Таким образом, полевой транзистор по принципу действия аналогичен вакуумному триоду. Исток в полевом транзисторе подобен катоду вакуумного триода, затвор — сетке, сток — аноду. Но при этом полевой транзистор существенно отличается от вакуумного триода. Во-первых, для работы полевого транзистора не требуется подогрева катода. Во-вторых, любую из функций истока и стока может выполнять каждый из этих электродов. В-третьих, полевые транзисторы могут быть сделаны как с n-каналом, так и с p-каналом, что позволяет удачно сочетать эти два типа полевых транзисторов в схемах.

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 могут обладать низким уровнем шума (особенно на низких частотах), так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть отделён от поверхности полупроводникового кристалла. Процессы рекомбинации носителей в p-n переходе и в базе биполярного транзистора, а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника сопровождаются возникновением низкочастотных шумов.

Транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)

Рис. 2. Устройство полевого транзистора с изолированным затвором.

Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении 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 сильно легированными 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 двуокиси 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 107…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 (UЗИпор).

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 наличии напряжения на стоке, — 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 UЗИпор) 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 UЗИпор, у поверхности полупроводника под затвором возникает инверсный слой, который и является каналом, соединяющим исток со стоком. Толщина и поперечное сечение канала будут изменяться с изменением напряжения на затворе, соответственно будет изменяться и ток стока, то есть ток в цепи нагрузки и относительно мощного источника питания. Так происходит управление током стока в полевом транзисторе с изолированным затвором и с индуцированным каналом.

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 статические характеристики передачи (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 при нулевом напряжении на затворе (см. рис. 2, б) 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 UЗИотс, 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 в зависимости от напряжения UЗИ

1. Транзистор закрыт

Пороговое значение напряжения МДП транзистора

2. Параболический участок.

-удельная крутизна передаточной характеристики транзистора.

3. Дальнейшее увеличение приводит к переходу на пологий уровень.

 — 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.[1]

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.[2][3]

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 (англ.)). 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.[4]

Области применения полевых транзисторов

Значительная часть производимых в настоящий момент полевых транзисторов входит в состав КМОП-структур, которые строятся из полевых транзисторов с каналами разного (p- и n-) типа проводимости и 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 кварцевые часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет, потому что практически не потребляют энергии.

Грандиозными темпами развиваются области применения мощных полевых транзисторов. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет получить повышенную чистоту спектра излучаемых радиосигналов, уменьшить уровень помех и повысить надёжность радиопередатчиков. В силовой электронике ключевые мощные полевые транзисторы успешно заменяют и вытесняют мощные биполярные транзисторы. В силовых преобразователях они позволяют на 1-2 порядка повысить частоту преобразования и резко уменьшить габариты и массу энергетических преобразователей. В устройствах большой мощности используются биполярные транзисторы с полевым управлением (IGBT) успешно вытесняющие тиристоры. В усилителях мощности звуковых частот высшего класса HiFi и HiEnd мощные полевые транзисторы успешно заменяют мощные электронные лампы, так как обладают малыми нелинейными и динамическими искажениями.

См. также

Ссылки

Примечания

  1. Дьяконов В. П. Intel. Новейшие информационные технологии. Достижения и люди. М.: СОЛОН-Пресс.- 2004.- 416 с.
  2. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник. В. В. Бачурин, В. Я. Ваксембург, В. П. Дьяконов и др.; Под ред. В. П. Дьяконова.- М.: Радио и связь, 1994.- 280 с.
  3. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. Дьяконов В. П., Максимчук А. А., Ремнев А. М., Смердов В. Ю.; Под ред. проф. В. П. Дьяконова.- М.: СОЛОН-Р, 2002.- 512 с.
  4. Semiconductor Physical Electronics (Second Edition). Sheng S. Li.- Springer, 2006.- 708 p. ISBN 0-387-28893-7 ISBN 978-0387-28893-2

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.

Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток, только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока — основной «большой» ток, и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от электромагнитного поля. В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.

Устройство биполярного транзистора.

Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов. Различают PNP и NPN транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода, соединенных лицом к лицу или наоборот.

У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база (base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.

Работа биполярного транзистора.

Рассмотрим физические процессы, происходящие во время работы биполярного транзистора. Для примера возьмем модель NPN. Принцип работы транзистора PNP аналогичен, только полярность напряжения между коллектором и эмиттером будет противоположной.

Как уже говорилось в статье о типах проводимости в полупроводниках, в веществе P-типа находятся положительно заряженные ионы — дырки. Вещество N-типа насыщено отрицательно заряженными электронами. В транзисторе концентрация электронов в области N значительно превышает концентрацию дырок в области P.

Подключим источник напряжения между коллектором и эмиттером VКЭ (VCE). Под его действием, электроны из верхней N части начнут притягиваться к плюсу и собираться возле коллектора. Однако ток не сможет идти, потому что электрическое поле источника напряжения не достигает эмиттера. Этому мешает толстая прослойка полупроводника коллектора плюс прослойка полупроводника базы.

Теперь подключим напряжение между базой и эмиттером VBE, но значительно ниже чем VCE (для кремниевых транзисторов минимальное необходимое VBE — 0.6V). Поскольку прослойка P очень тонкая, плюс источника напряжения подключенного к базе, сможет «дотянуться» своим электрическим полем до N области эмиттера. Под его действием электроны направятся к базе. Часть из них начнет заполнять находящиеся там дырки (рекомбинировать). Другая часть не найдет себе свободную дырку, потому что концентрация дырок в базе гораздо ниже концентрации электронов в эмиттере.

В результате центральный слой базы обогащается свободными электронами. Большинство из них направится в сторону коллектора, поскольку там напряжение намного выше. Так же этому способствует очень маленькая толщина центрального слоя. Какая-то часть электронов, хоть гораздо меньшая, все равно потечет в сторону плюса базы.

В итоге мы получаем два тока: маленький — от базы к эмиттеру IBE, и большой — от коллектора к эмиттеру ICE.

Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P соберется еще больше электронов. В результате немного усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом, при небольшом изменении тока базы IB, сильно меняется ток коллектора IС. Так и происходит усиление сигнала в биполярном транзисторе. Cоотношение тока коллектора IС к току базы IB называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.

β = IC / IB

Простейший усилитель на биполярном транзисторе

Рассмотрим детальнее принцип усиления сигнала в электрической плоскости на примере схемы. Заранее оговорюсь, что такая схема не совсем правильная. Никто не подключает источник постоянного напряжения напрямую к источнику переменного. Но в данном случае, так будет проще и нагляднее для понимания самого механизма усиления с помощью биполярного транзистора. Так же, сама техника расчетов в приведенном ниже примере носит несколько упрощенный характер.

1.Описание основных элементов цепи

Итак, допустим в нашем распоряжении транзистор с коэффициентом усиления 200 (β = 200). Со стороны коллектора подключим относительно мощный источник питания в 20V, за счет энергии которого будет происходить усиление. Со стороны базы транзистора подсоединим слабый источник питания в 2V. К нему последовательно подсоединим источник переменного напряжения в форме синуса, с амплитудой колебаний в 0.1V. Это будет сигнал, который нужно усилить. Резистор Rb возле базы необходим для того, чтобы ограничить ток, идущий от источника сигнала, обычно обладающего слабой мощностью.

2. Расчет входного тока базы I

b

Теперь посчитаем ток базы Ib. Поскольку мы имеем дело с переменным напряжением, нужно посчитать два значения тока – при максимальном напряжении (Vmax) и минимальном (Vmin). Назовем эти значения тока соответственно — Ibmax и Ibmin.

Также, для того чтобы посчитать ток базы, необходимо знать напряжение база-эмиттер VBE. Между базой и эмиттером располагается один PN-переход. Получается, что ток базы «встречает» на своем пути полупроводниковый диод. Напряжение, при котором полупроводниковый диод начинает проводить — около 0.6V. Не будем вдаваться в подробности вольт-амперных характеристик диода, и для простоты расчетов возьмем приближенную модель, согласно которой напряжение на проводящем ток диоде всегда 0.6V. Значит, напряжение между базой и эмиттером VBE = 0.6V. А поскольку эмиттер подключен к земле (VE = 0), то напряжение от базы до земли тоже 0.6V (VB = 0.6V).

Посчитаем Ibmax и Ibmin с помощью закона Ома:

2. Расчет выходного тока коллектора I

С

Теперь, зная коэффициент усиления (β = 200), можно с легкостью посчитать максимальное и минимальное значения тока коллектора ( Icmax и Icmin).

3. Расчет выходного напряжения V

out

Осталось посчитать напряжение на выходе нашего усилителя Vout. В данной цепи — это напряжение на коллекторе VC.

Через резистор Rc течет ток коллектора, который мы уже посчитали. Осталось подставить значения:

4. Анализ результатов

Как видно из результатов, VCmax получился меньше чем VCmin. Это произошло из-за того, что напряжение на резисторе VRc отнимается от напряжения питания VCC. Однако в большинстве случаев это не имеет значения, поскольку нас интересует переменная составляющая сигнала – амплитуда, которая увеличилась c 0.1V до 1V. Частота и синусоидальная форма сигнала не изменились. Конечно же, соотношение Vout/Vin в десять раз — далеко на самый лучший показатель для усилителя, однако для иллюстрации процесса усиления вполне подойдет.

Итак, подытожим принцип работы усилителя на биполярном транзисторе. Через базу течет ток Ib, несущий в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая нужна для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером начал проводить – «открылся». Переменная составляющая – это, собственно, сам сигнал (полезная информация). Сила тока коллектор-эмиттер внутри транзистора – это результат умножения тока базы на коэффициент усиления β. В свою очередь, напряжение на резисторе Rc над коллектором – результат умножения усиленного тока коллектора на значение резистора.

Таким образом, на вывод Vout поступает сигнал с увеличенной амплитудой колебаний, но с сохранившейся формой и частотой. Важно подчеркнуть, что энергию для усиления транзистор берет у источника питания VCC. Если напряжения питания будет недостаточно, транзистор не сможет полноценно работать, и выходной сигнал может получится с искажениями.

Режимы работы биполярного транзистора

В соответствии уровням напряжения на электродах транзистора, различают четыре режима его работы:

  • Режим отсечки (cut off mode).
  • Активный режим (active mode).
  • Режим насыщения (saturation mode).
  • Инверсный ражим (reverse mode ).

Режим отсечки

Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V — 0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки.

Активный режим

В активном режиме напряжение на базе достаточное, для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером открылся. В этом состоянии у транзистора присутствуют токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Режим насыщения

Иногда ток базы может оказаться слишком большим. В результате мощности питания просто не хватит для обеспечения такой величины тока коллектора, которая бы соответствовала коэффициенту усиления транзистора. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечить источник питания, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы.

В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен».

Инверсный режим

В данном режиме коллектор и эмиттер меняются ролями: коллекторный PN-переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном. В результате ток из базы течет в коллектор. Область полупроводника коллектора несимметрична эмиттеру, и коэффициент усиления в инверсном режиме получается ниже, чем в нормальном активном режиме. Конструкция транзистора выполнена таким образом, чтобы он максимально эффективно работал в активном режиме. Поэтому в инверсном режиме транзистор практически не используют.

Основные параметры биполярного транзистора.

Коэффициент усиления по току – соотношение тока коллектора IС к току базы IB. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзисторов.

β — величина постоянная для одного транзистора, и зависит от физического строения прибора. Высокий коэффициент усиления исчисляется в сотнях единиц, низкий — в десятках. Для двух отдельных транзисторов одного типа, даже если во время производства они были “соседями по конвейеру”, β может немного отличаться. Эта характеристика биполярного транзистора является, пожалуй, самой важной. Если другими параметрами прибора довольно часто можно пренебречь в расчетах, то коэффициентом усиления по току практически невозможно.

Входное сопротивление – сопротивление в транзисторе, которое «встречает» ток базы. Обозначается Rin (Rвх). Чем оно больше — тем лучше для усилительных характеристик прибора, поскольку со стороны базы обычно находиться источник слабого сигнала, у которого нужно потреблять как можно меньше тока. Идеальный вариант – это когда входное сопротивление равняется бесконечность.

Rвх для среднестатистического биполярного транзистора составляет несколько сотен КΩ (килоом). Здесь биполярный транзистор очень сильно проигрывает полевому транзистору, где входное сопротивление доходит до сотен ГΩ (гигаом).

Выходная проводимость — проводимость транзистора между коллектором и эмиттером. Чем больше выходная проводимость, тем больше тока коллектор-эмиттер сможет проходить через транзистор при меньшей мощности.

Также с увеличением выходной проводимости (или уменьшением выходного сопротивления) увеличивается максимальная нагрузка, которую может выдержать усилитель при незначительных потерях общего коэффициента усиления. Например, если транзистор с низкой выходной проводимостью усиливает сигнал в 100 раз без нагрузки, то при подсоединении нагрузки в 1 КΩ, он уже будет усиливать всего в 50 раз. У транзистора, с таким же коэффициентом усиления, но с большей выходной проводимостью, падение усиления будет меньше. Идеальный вариант – это когда выходная проводимость равняется бесконечность (или выходное сопротивление Rout = 0 (Rвых = 0)).

Частотная характеристика – зависимость коэффициента усиления транзистора от частоты входящего сигнала. С повышением частоты, способность транзистора усиливать сигнал постепенно падает. Причиной тому являются паразитные емкости, образовавшиеся в PN-переходах. На изменения входного сигнала в базе транзистор реагирует не мгновенно, а с определенным замедлением, обусловленным затратой времени на наполнение зарядом этих емкостей. Поэтому, при очень высоких частотах, транзистор просто не успевает среагировать и полностью усилить сигнал.

4.7. Как устроены биполярный и полевой транзисторы. Основное назначение транзистора

В большую «семью» полупроводниковых приборов, называемых транзисторами, входят два вида: биполярные и полевые. Биполярные транзисторы используются наиболее широко. В упрощенном виде биполярный транзистор представляет собой пластину полупроводника с тремя (как в слоеном пироге) чередующимися областями разной электропроводности (рис. 1), которые образуют два р — n перехода. Две крайние области обладают электропроводностью одного типа, средняя — электропроводностью другого типа. Если в крайних областях преобладает дырочная электропроводность, а в средней электронная (рис. 1, а), то это транзистор структуры p — n — р. У транзистора структуры n — p — n, по краям расположены области с электронной электропроводностью, а между ними — область с дырочной электропроводностью (рис. 1, б).

Если мысленно прикрыть любую из крайних областей транзисторов, изображенных схематически на (рис.1). Оставшиеся две области есть не что иное, как плоскостной диод. Если прикрыть другую крайнюю область, то тоже получится диод. Значит, транзистор можно представить себе как два плоскостных диода с одной общей областью, включенных навстречу друг другу. Общую (среднюю) область транзистора называют базой, одну крайнюю область — эмиттером, вторую крайнюю область — коллектором. Это три электрода транзистора. Во время работы транзистора его эмиттер вводит (эмитирует) в базу дырки (в транзисторе структуры p — n — р) или электроны (в транзисторе структуры n — p — n), коллектор собирает эти электрические заряды, вводимые в базу эмиттером. наименования р — n переходов транзистора: между коллектором и базой — коллекторный, между эмиттером и базой — эмиттерный.

К каждой из зон подведены проводящие контакты

Общая площадь контакта база-эмиттер значительно меньше площади контакта коллектор-база, поэтому биполярный транзистор общего вида является несимметричным устройством (невозможно путем изменения полярности подключения поменять местами эмиттер и коллектор и получить в результате абсолютно аналогичный исходному биполярный транзистор).

Биполярный точечный транзистор был изобретен в 1947 году, в течение последующих лет он зарекомендовал себя как основной элемент для изготовления интегральных микросхем, использующих транзисторно-транзисторную, резисторно-транзисторную и диодно-транзисторную логику.

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом.

Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками).

В этом полупроводниковом приборе управление рабочим током осуществляется не током во входной (базовой) цепи, как в биполярном транзисторе, а воздействием на носители тока электрического поля. Схематическое устройство и конструкция полевого транзистора с р — n переходом показаны на (рис. 6). Основой такого транзистора служит пластина кремния с электропроводностью типа n, в которой имеется тонкая область с электропроводностью типа р. Пластину прибора называют затвором, а область типа р в ней — каналом. С одной стороны канал заканчивается истоком, с другой стоком — тоже областью типа р, но с повышенной концентрацией дырок. Между затвором и каналом создается р — n переход. От затвора, истока и стока сделаны контактные выводы. Если к истоку подключить положительный, а к стоку — отрицательный полюсы батареи питания (на рис. 6 — батарея GB), то в канале появится ток, создающийся движением дырок от истока к стоку. Этот ток, называемый током стока Iс, зависит не только от напряжения этой батареи, но и от напряжения, действующего между источником и затвором (на рис. 6 — элемент G). И вот почему. Когда на затворе относительно истока действует положительное закрывающее напряжение, обедненная область р — n перехода расширяется (на рис. 6 показано штриховыми линиями). От этого канал сужается, его сопротивление увеличивается, из — за чего ток стока уменьшается. С уменьшением положительного напряжения на затворе обедненная область р — n перехода, наоборот, сужается, канал расширяется, и ток снова увеличивается. Если на затвор вместе с положительным напряжением смещения подавать низкочастотный или высокочастотный сигнал, в цепи стока возникнет пульсирующий ток, а на нагрузке, включенной в эту цепь, — напряжение усиленного сигнала. Принципиально так же устроен и работает полевой транзистор с каналом типа n.

Рис. 6 Конструкция и графическое изображение полевого транзистора с каналом типа (p).

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 могут обладать низким уровнем шума (особенно на низких частотах), так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть отделён от поверхности полупроводникового кристалла.

Области применения полевых транзисторов

Значительная часть производимых в настоящий момент полевых транзисторов входит в состав КМОП-структур, и 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).

Пример: наручные кварцевые часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет, потому что практически не потребляют энергии.

Их применение в радиопередающих устройствах позволяет получить повышенную чистоту спектра излучаемых радиосигналов, уменьшить уровень помех и повысить надёжность радиопередатчиков.

Особенности полевых транзисторов

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля (в биполярных транзисторах выходной ток управляется входным током). Полевые транзисторы называют также униполярными, так как в процессе протекания электрического тока участвует только один вид носителей.

Все они имеют три электрода: И (S) — исток (источник носителей тока), З (G) — затвор (управляющий электрод) и С (D) — сток (электрод, куда стекают носители). Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором.

Полевой транзистор с изолированным затвором – это транзистор, затвор которого электрически изолирован от канала слоем диэлектрика.Поэтому их называют МДП-транзисторами (металл-диэлектрик-полупроводник) или МОП-транзисторами (металл-оксид-полупроводник). В свою очередь существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным и со встроенным каналами.

Рис.14. Условные графические обозначения полевых транзисторов:
с изолированным затвором: а – со встроенным р-каналом; б – со встроенным
n-каналом; г – с индуцированным p-каналом; д – с индуцированным n-каналом

 

От биполярного транзистора полевой транзистор отличается принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем.

 

Преимущества полевых транзисторов перед биполярными.

1. Полевые транзисторы имеют значительно большее входное сопротивление (RВХ = единицы и десятки ГОм и более), что связано с обратным смещением p-n-перехода затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов.

— 13 —

2. Полевые транзисторы могут обладать низким уровнем шума (особенно на низких частотах), так как в полевых транзисторах отсутствует инжекция неосновных носителей и канал полевого транзистора может быть отделён от поверхности полупроводникового кристалла.

3. Значительно выше помехоустойчивость, поскольку из-за отсутствия тока через затвор транзистора, управляющая цепь со стороны затвора изолирована от выходной цепи со стороны стока и истока.

5. Усиление по току у полевых транзисторов намного выше, чем у биполярных.

 

Основные недостатки полевых транзисторов.

1. На частотах выше чем 1,5 ГГц, потребление энергии у МОП-транзисторов начинает возрастать по экспоненте, что ограничивает их использование на сверхвысоких частотах.

2. Структура полевых транзисторов начинает разрушаться при меньшей температуре (150°С), чем структура биполярных транзисторов (200°С).

3. Полевые транзисторы чувствительны к статическому электричеству. Поскольку изоляционный слой диэлектрика на затворе чрезвычайно тонкий, иногда даже относительно невысокого напряжения бывает достаточно, чтоб его разрушить.

4. Полевые транзисторы по сравнению с биполярным транзистором обладают низким коэффициентом усиления по напряжению (КU около 20). При аналогичном использовании биполярного транзистора с высокой β он может достигать несколько сотен.


В чем разница между BJT и FET транзисторами?

Каковы основные различия между BJT и полевым транзистором?

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство, которое используется для переключения и усиления. BJT и FET — это два разных типа транзисторов. Помимо того, что они являются транзисторами и оба могут выполнять как переключение, так и усиление, они сильно отличаются друг от друга. Например, BJT — это устройство тока, управляемое током, а FET — это устройство тока, управляемое напряжением.Есть несколько других различий между BJT и FET.

Похожие сообщения:

Прежде чем перейти к списку различий между BJT и FET, мы собираемся обсудить основы BJT и FET.

BJT (биполярный переходной транзистор)

BJT расшифровывается как Bipolar Junction Transistor. Эти типы транзисторов являются биполярными, что означает, что ток течет из-за двух типов носителей заряда, то есть электронов и дырок. Есть два типа BJT i.е. Транзистор NPN и PNP. Они используются для коммутации, а также усиления слабого сигнала.

BJT состоит из трех чередующихся слоев полупроводниковых материалов P-типа и N-типа. NPN создается путем помещения P-слоя между двумя N-слоями, тогда как PNP создается путем размещения N-слоя между двумя P-слоями. Поскольку имеется три чередующихся слоя, в BJT-транзисторе имеется 2 PN-перехода, поэтому переходной транзистор называется

.

Три вывода транзисторов BJT называются эмиттером, базой и коллектором.Каждый вывод соединен с каждым слоем транзистора. База — это средний слой, который является наиболее слабо легированным слоем из всех. Эмиттер и коллектор сильно легированы, причем эмиттер сравнительно сильно легирован, чем коллектор.

Путем соединения перехода база-коллектор в обратном направлении и перехода база-эмиттер в прямом смещении обеспечивается протекание тока. В зависимости от типа биполярного транзистора ток, поступающий через базу, обеспечивает ток между коллектором и эмиттером, пропорциональный току базы.Поэтому BJT также известен как токовое устройство, управляемое током.

BJT может работать в 3 областях, т. е. в активной, насыщенной и отсечной области. В активной области он действует как усилитель, где ток коллектора пропорционален току базы. в то время как в области насыщения и отсечки он действует как переключатель для установления или разрыва соединения.

Поскольку вход (база) смещен в прямом направлении, входной импеданс биполярного транзистора очень низок в диапазоне 1 кОм, а выходной импеданс очень высок.Поэтому коэффициент усиления усилителя BJT очень высок по сравнению с FET.

Поскольку поток тока обусловлен электронами, а также дырками, время восстановления, т.е. время, необходимое для выключения и включения, больше по сравнению с полевым транзистором. Поэтому BJT имеет более низкую скорость переключения по сравнению с FET. BJT не подходит для очень высоких частот.

BJT работает, если есть какой-либо базовый ток, т.е. он управляется током, протекающим на его базовой клемме. Поэтому он потребляет энергию во время работы.Из-за этого BJT потребляет больше энергии, которая теряется в виде тепла.

Поэтому BJT очень быстро нагревается и температура также влияет на его работу. Поэтому для нормальной работы его температура должна регулироваться большими радиаторами. BJT зависит от температуры

Похожие сообщения:

FET (полевой транзистор)

FET расшифровывается как полевой транзистор. Протекание тока в полевом транзисторе связано с протеканием только одного типа носителей заряда i.е. либо электроны, либо дырки. Поэтому полевой транзистор также известен как униполярный транзистор. Существует два типа полевых транзисторов: JFET (Junction FET) и MOSFET (металло-оксидно-полупроводниковый FET). Эти транзисторы также используются для переключения и усиления в электронных схемах.

Три клеммы полевого транзистора: сток, затвор и исток. В зависимости от конструкции полевые транзисторы бывают двух типов: N-канальные полевые транзисторы и P-канальные полевые транзисторы. Канал относится к пути прохождения тока от истока к терминалу стока.Носители входят в канал через исток и выходят из стока. Между истоком и стоком нет соединений PN. Область ворот сделана из альтернативного материала по сравнению с каналом.

Затвор смещен в обратном направлении, чтобы сформировать область истощения, чтобы образовался канал между стоком и истоком. Что приводит к текущему течению. Увеличение напряжения обратного смещения на затворе увеличивает область обеднения, что приводит к увеличению протекающего тока.Поэтому напряжение на затворе используется для управления выходным током. Поэтому полевой транзистор также известен как устройство тока, управляемое напряжением.

Между клеммами истока и стока очень небольшая разница. Клемма стока должна быть подключена к более положительному напряжению по сравнению с клеммой истока. Следовательно, их можно поменять местами, т. е. сток и исток можно поменять местами, сохранив более положительное напряжение на стоковой клемме.

Основной носитель заряда определяется типом используемого полевого транзистора.N-канальный полевой транзистор использует электроны в качестве носителей заряда, а P-канальный полевой транзистор использует дырки в качестве носителей заряда.

.FET имеет 3 области: активную, насыщенную и отсечку. Полевой транзистор действует как усилитель в активной области и как переключатель в областях насыщения и отсечки.

Поскольку вход (затвор) смещен в обратном направлении, входное сопротивление полевого транзистора очень велико в диапазоне 100 МОм, поэтому ток на клемме затвора отсутствует. И выходное сопротивление низкое.Поэтому FET не имеет очень высокого коэффициента усиления по сравнению с BJT.

Поскольку в полевых транзисторах используется только один тип носителей заряда — электроны или дырки, время восстановления очень быстрое. Поэтому его скорость переключения очень высока, и его можно использовать для очень высокочастотных приложений.

Полевой транзистор

не имеет никакого тока в основании или очень незначителен. За счет чего отсутствует потребление энергии при работе. Следовательно, FET потребляет очень мало энергии и более энергоэффективен.

Похожие сообщения:

Ключевые различия между BJT и FET

В следующей сравнительной таблице показаны основные различия между BJT и FET транзисторами.

БДЖТ ФЕТ
BJT означает Биполярный переходной транзистор . FET стоит Полевой транзистор .
Течение тока связано с течением как большинства, так и неосновных носителей заряда. Течение тока связано с течением основных носителей заряда.
Ток протекает как за счет электронов, так и за счет дырок, поэтому называется биполярным транзистором. Течение тока происходит либо за счет электронов, либо за счет дырок, поэтому называется униполярным транзистором.
Существует два типа BJT: NPN и PNP. Существует два типа полевых транзисторов: JFET и MOSFET, каждый с N- и p-каналом.
Конструкция BJT сравнительно проще. Конструкция полевого транзистора сравнительно сложна.
3 клеммы называются эмиттер, база и коллектор. 3 клеммы полевого транзистора: исток и сток.
В BJT есть 2 соединения PN. Нет соединений PN.
Это токовое устройство с регулируемым током. Это токовое устройство, управляемое напряжением.
Соединение B-E смещено в прямом направлении, а соединение B-C смещено в обратном направлении. Напряжение затвора смещено в обратном направлении, в то время как напряжение стока остается выше, чем напряжение истока.
BJT имеет очень простое смещение. Смещение полевого транзистора немного затруднено.
Эмиттер и база не могут быть заменены или заменены местами. Сток и исток можно поменять местами, так как сток должен быть более положительным.
BJT имеет очень высокий коэффициент усиления. FET имеет сравнительно низкий коэффициент усиления.
Входное сопротивление очень низкое, порядка 1 кОм. Входной импеданс очень высок и составляет около 100 МОм.
Выходной импеданс очень высокий, поэтому высокий коэффициент усиления. Выходной импеданс очень низкий, следовательно, низкий коэффициент усиления.
На базовой клемме есть ток. На базовой клемме присутствует незначительный ток.
BJT требует напряжения смещения. FET не требует напряжения смещения.
Зависит от входного тока. При нормальной работе потребляет большое количество входной энергии. В зависимости от входного напряжения. При нормальной работе потребляет меньше энергии.
BJT потребляют большую мощность, поэтому не являются энергоэффективными. FET потребляет меньше энергии, поэтому энергоэффективен.
BJT имеет сравнительно низкую скорость переключения. FET имеет сравнительно очень высокую скорость переключения.
BJT создает шум в системе. FET очень бесшумный.
BJT дешевле полевого транзистора. FET дороже, чем FET.
Размер BJT больше, чем FET. Полевой транзистор более компактен и имеет меньшие размеры, чем биполярный транзистор.
BJT имеет отрицательный температурный коэффициент. FET имеет положительный температурный коэффициент.
Подходит для приложений с низким входным током. Подходит для приложений с низким входным напряжением.

Похожие сообщения:

Свойства и характеристики BJT и FET

Следующие различные свойства отличают FET и BJT, имеющие разные характеристики и области применения.

Строительство

  • BJT имеет очень простую и легкую конструкцию, состоящую из чередующихся слоев полупроводника.
  • Либо P-слой, либо N-слой помещается между двумя N-слоем или P-слоем соответственно.
  • FET имеет немного сложную конструкцию.
  • FET имеет либо N-канал, либо P-канал между затвором P-уровня или N-уровня соответственно.
  • Канал используется для потока основных носителей заряда.

Соединения PN

  • BJT-транзистор имеет два PN-перехода между коллектором и эмиттером.
  • Одно соединение PN между коллектором и базой, а другое между базой и эмиттером.
  • Полевой транзистор не имеет PN-перехода между стоком и истоком.

Носитель заряда

  • BJT используют оба типа носителей заряда для протекания тока.
  • Во время его работы дырки и электроны текут, проводя ток.
  • Полевые транзисторы используют только один тип носителей заряда для протекания тока.
  • Используются либо дырки в P-канальном полевом транзисторе, либо электроны в N-канальном полевом транзисторе.

Типы

  • BJT имеет два типа, т.е. PNP и NPN
  • FET имеет два основных типа: i.е. JFET (переходной полевой транзистор) и MOSFET (металлооксидно-полупроводниковый полевой транзистор)
  • Каждый тип полевого транзистора дополнительно классифицируется на основе канала, т. е. N-канального и P-канального.

Похожие сообщения:

Клеммы

  • 3 вывода BJT называются Коллектор, База и Излучатель.
  • Эмиттер и коллектор изготовлены из одного и того же материала, причем эмиттер имеет высокую степень легирования.
  • 3 вывода полевого транзистора называются Drain, Gate и Source.
  • Сток и исток — это два конца канала, изготовленные из одного типа.

Вход и выход

  • BJT — это токоуправляемое устройство.
  • Его вход (на базе) представляет собой ток, который управляет выходным током коллектора.
  • Полевой транзистор — это устройство, управляемое напряжением.
  • Его вход представляет собой напряжение или разность потенциалов (на затворе), которая управляет выходным током в источнике.

Полное сопротивление ввода/вывода

  • BJT работает, имея переход база-эмиттер (вход) в прямом смещении.
  • Следовательно, их входное сопротивление низкое.
  • Их выходное сопротивление очень велико.
  • FET работает, имея затвор при обратном смещении.
  • Следовательно, его входное сопротивление очень велико.
  • При этом его выходное сопротивление очень низкое.

Изоляция

  • В BJT вход на базовой клемме не изолирован от выхода.
  • В полевом транзисторе вход на клемме затвора имеет обратное смещение, и вход изолирован от выхода.

Смещение

  • В BJT переход B-E находится в прямом смещении, а переход C-B — в обратном.
  • IN FET, затвор находится в обратном смещении, в то время как на стоке больше положительное напряжение, чем на коллекторе.

Усиление

  • BJT имеет очень высокий коэффициент усиления из-за очень высокого выходного импеданса.
  • Полевой транзистор имеет сравнительно меньшее усиление из-за низкого выходного импеданса.

Замена клемм

  • В BJT клеммы нельзя поменять местами или поменять местами.
  • Эмиттер и коллектор — совершенно разные клеммы.
  • В полевом транзисторе сток и исток можно поменять местами.
  • Сток будет выводом с более положительным напряжением.

Энергопотребление

  • BJT потребляет ток на базовой клемме во время непрерывной работы.
  • Поэтому потребляет энергию и разряжает аккумулятор.
  • Полевой транзистор работает на основе напряжения затвора.
  • Таким образом, он энергоэффективен и не разряжает батарею.

Скорость переключения

  • Поскольку BJT использует поток обоих типов носителей заряда, время восстановления медленное.
  • Поэтому его скорость переключения низкая.
  • FET использует только один тип носителей заряда с быстрым временем восстановления.
  • Таким образом, полевой транзистор имеет очень высокую скорость переключения.

Шум

  • BJT шумит и создает шум в системе. Поэтому не подходит для чувствительных цифровых систем.
  • Полевой транзистор практически бесшумный и идеально подходит для чувствительной системы.

Стоимость

  • BJT, имеющий очень простую конструкцию, очень дешев в производстве.
  • Полевой транзистор
  • , имеющий сложную конструкцию, сравнительно дороже.

Размер

  • Размер BJT большой. Поэтому схема из BJT более объемная.
  • Полевой транзистор более компактен и меньше по размеру. Подходит для компактных и небольших цепей.

Применение

  • BJT используется для усиления очень слабого тока средней частоты.
  • Однако следует также учитывать потребляемую мощность и размер схемы.
  • Полевой транзистор предпочтительнее для сигналов малого напряжения с очень высокой частотой.
  • Несмотря на то, что они дорогостоящие, а предвзятость немного затруднительна.

Похожие сообщения:

Разница между BJT и FET в табличной форме

BJT против 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.

Разница между бджт и фэт

                           BJT                                                  
1:BJT (биполярный переходной транзистор) — это биполярное устройство. 1:FET (полевой транзистор) представляет собой 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 температурно-зависимое устройство. 7: Обладает лучшей термостойкостью.
8: Это дешевле. 8:Это дороже, чем бджт.
9: больше по размеру, чем FET. 9: меньше по размеру, чем BJT.
10: Имеет напряжение смещения. 10: Напряжение смещения отсутствует.
11:Увеличение усиления. 11:Усиление меньше.
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 основание отрицательно w.р.т к эмиттеру. 14:Его врата более негативны по отношению к источнику.
15:Bjt состоит из трех частей (основа, излучатель и коллектор). 15:Фет состоит из трех частей (Слив, Источник и Врата).
16: Имеет высокий коэффициент усиления по напряжению. 16: низкий коэффициент усиления по напряжению.
17: Низкий коэффициент усиления по току. 17:Высокий коэффициент усиления по току.
18: Среднее время переключения. 18:Время переключения быстрое.
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.

Разница между BJT и FET

Что такое БДТ (Биполярный переходной транзистор)?

Биполярный переход транзистор (BJT) представляет собой трехвыводное электронное устройство, которое усиливает течение тока. Биполярные переходные транзисторы образованы сэндвичем полупроводниковый слой n-типа или p-типа между парами противоположной полярности полупроводниковые слои.В биполярном переходном транзисторе (BJT) электрический ток равен проводится как свободными электронами, так и дырками. В отличие от обычного диода с PN-переходом, Транзистор имеет два p-n перехода.

BJT состоит из трех выводов: эмиттера, базы и коллектор, которые обозначаются E , B и C соответственно. Секция эмиттера (E) сильно легирована, так что она может инжектировать в базу большое количество носителей заряда. База (Б) секция слабо легирована и очень тонка по сравнению с эмиттером и коллектором.С другой стороны, участок коллектора (C) умеренно легирован, его основная функция заключается в сборе носителей заряда.

Биполярные переходные транзисторы в основном используются для коммутации и усиление. Различные области применения биполярных транзисторов. включают:

  • Радиопередатчики
  • Аудиоусилители
  • Телевизоры
  • Компьютеры
  • Мобильные телефоны

Типы биполярных устройств Соединительный транзистор (BJT)

Биполярные транзисторы подразделяются на два типа. исходя из их конструкции.В том числе:

  • НПН Транзистор . В этом транзисторе используется один полупроводниковый слой p-типа. зажат между двумя полупроводниковыми слоями n-типа.
  • ПНП Транзистор . В этом транзисторе используется один полупроводниковый слой n-типа. зажат между двумя полупроводниковыми слоями р-типа.

Что вам нужно Знайте о транзисторе с биполярным переходом (BJT)

  • Биполярные переходные транзисторы представляют собой биполярные устройства, в которых имеется поток как основных, так и неосновных носителей заряда.
  • BJT состоит из трех выводов: эмиттера, базы и коллектора, которые обозначены буквами E, B и C соответственно.
  • BJT управляются по току. Для их работы требуется ток смещения на клемму базы.
  • Входная цепь BJT смещена в прямом направлении, поэтому BJT имеет низкое входное сопротивление. Это означает, что они потребляют больше энергии в силовой цепи, что приводит к нагрузке на цепь.
  • В BJT базовый ток управляет выходным током.
  • BJT работает более шумно.
  • BJT имеет положительный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это приводит к термическому разрушению.
  • BJT страдает от эффекта накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более низкую скорость переключения и частоты среза.
  • BJT больше по размеру и поэтому требуют больше места, чем обычные полевые транзисторы.
  • BJT наиболее предпочтительны при применении слабого тока.
  • В BJT связь между входом и выходом считается линейной.
  • BJT дешевле в производстве.
  • Из-за сокращения времени жизни неосновных носителей характеристики BJT ухудшаются под действием нейтронного излучения.
  • BJT менее популярны и используются реже.

Что такое полевой транзистор (поле эффект транзистора)?

Полевой эффект Транзистор (FET) — это тип транзистора, который использует электрическое поле для контролировать течение тока. Обычно их называют однополярными. транзисторы, потому что они включают работу с одной несущей, то есть они используют электроны или дырки в качестве носителей заряда в своей работе, но не то и другое одновременно.FET обычно используется для слабого сигнала усиление, например усиление беспроводных сигналов. Устройство может усиливать аналоговые или цифровые сигналы. Он также может переключать постоянный ток или функционировать как генератор.

Кроме того, полевые транзисторы можно сделать намного меньше, чем эквивалентный транзистор BJT, а также их низкое энергопотребление и Рассеиваемая мощность делает их идеальными для использования в интегральных схемах, таких как КМОП-диапазон цифровых логических микросхем.

FET представляет собой трехконтактное устройство, построенное без PN-переходы в пределах основного токоведущего пути между стоком и исходные терминалы.Эти терминалы — Источник, Слив и ворота, которые обозначены буквами S, D и G соответственно, соответствуют к эмиттеру, базе и коллектору биполярного транзистора. То текущий путь между этими двумя терминалами называется «каналом» который может быть изготовлен из полупроводникового материала P-типа или N-типа.

Существует два основных типа полевых транзисторов, которые это:

  • Полевой транзистор (JFET).
  • Полевой транзистор с изолированным затвором (IGFET), который чаще называют стандартным оксидом металла. Полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET).

Что вам нужно Знайте о полевом транзисторе (FET)

  • Полевые транзисторы представляют собой однополярные устройства, в которых протекает только основная часть носителей.
  • Полевой транзистор состоит из трех выводов: истока, стока и затвора, которые обозначены буквами S, D и G соответственно.
  • Полевые транзисторы управляются напряжением. Им требуется только подача напряжения на дверь, чтобы включить или отключить полевой транзистор.
  • Входная цепь полевого транзистора смещена в обратном направлении, поэтому полевой транзистор имеет относительно более высокий импеданс.Это означает, что они практически не потребляют энергии и поэтому не перегружают питающую их цепь.
  • В полевых транзисторах напряжение затвора управляет выходным током.
  • FET менее шумный по сравнению с BJT. Он больше подходит для входных каскадов усилителей низкого уровня.
  • Полевой транзистор имеет отрицательный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это предотвращает проблему теплового пробоя полевого транзистора.
  • FET не страдает от эффекта накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более высокую скорость переключения и частоты среза.
  • Полевые транзисторы относительно меньше по размеру, особенно в случае интегральных схем, состоящих из множества транзисторов.
  • Полевые транзисторы наиболее предпочтительны при сильном токе.
  • В полевых транзисторах связь между входом и выходом считается нелинейной.
  • Производство полевых транзисторов относительно дорого.
  • Работа полевых транзисторов не зависит от неосновных носителей, поэтому они могут выдерживать гораздо более высокий уровень излучения.
  • Полевые транзисторы более популярны во всем мире, и большинство текущих приложений или устройств используют полевые транзисторы.

Читайте также : Разница между JFET и MOSFET

Разница Между BJT и FET в табличной форме

ОСНОВА СРАВНЕНИЯ БДЖТ ФЕТ
Описание Биполярные переходные транзисторы — это биполярные устройства, в которых поток как основных, так и неосновных носителей заряда. Полевые транзисторы являются униполярными устройствами, в которых только потоки большинства перевозчиков.
Терминалы Он состоит из трех выводов, то есть эмиттера, базы и коллектора. которые обозначаются E, B и C соответственно. Он состоит из трех терминалов, то есть истока, стока и ворот, которые обозначаются S, D и G соответственно.
Функциональность BJT управляются током.Им нужен ток смещения на базу. терминал для работы. Полевые транзисторы управляются напряжением. Они требуют только подачи напряжения на дверь, чтобы включить или отключить полевой транзистор.
Импеданс Входная цепь биполярного транзистора смещена в прямом направлении, поэтому биполярный транзистор имеет низкое входное сопротивление. Входная цепь полевого транзистора смещена в обратном направлении, поэтому полевой транзистор имеет относительно более высокий импеданс.
Контроль выходного тока Базовый ток управляет выходным током. Напряжение затвора управляет выходным током.
Шум BJT работает более шумно. FET менее шумный по сравнению с BJT.
Температурный коэффициент BJT имеет положительный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. FET имеет отрицательный температурный коэффициент при высоких уровнях тока.
Скорость переключения и отсечка Частоты Он имеет более низкую скорость переключения и частоты среза. Он имеет более высокую скорость переключения и частоты среза.
Размер BJT больше по размеру и поэтому требуют больше места, чем полевые транзисторы. как обычно. Полевые транзисторы относительно меньше по размеру, особенно в случае интегрированных схемы, состоящие из множества транзисторов.
Пригодность BJT наиболее предпочтительны при применении слабого тока. Полевые транзисторы наиболее предпочтительны при сильном токе.
Связь между вводом и Выход В BJT отношение между входом и выходом считается линейный. В FET соотношение между входом и выходом считается нелинейный.
Стоимость BJT дешевле в производстве. Производство полевых транзисторов относительно дорого.
Влияние радиации Из-за сокращения срока службы неосновных носителей производительность BJT разрушается нейтронным излучением. Работа полевого транзистора не зависит от неосновных носителей и поэтому они могут переносить гораздо более высокий уровень радиации.
Использование BJT менее популярны и используются реже. Полевые транзисторы более популярны во всем мире, и большинство современных приложения или устройства используют полевые транзисторы.

Биполярные переходные и полевые транзисторы (BJT и FET)

Слово «транзистор» относится к полупроводниковому устройству, которое может выполнять переключение и усиление. Как вы, возможно, помните из предыдущего урока, электронное устройство, которое может функционировать как переключатель или усилитель, называется активным компонентом . Электрическое переключение и усиление началось не с изобретения транзистора в 1948 году; однако это изобретение стало началом новой эры, потому что транзисторы были небольшими, эффективными и механически устойчивыми по сравнению с активными компонентами, называемыми электронными лампами, которые использовались до распространения транзисторов.

В этом видеоуроке будут кратко рассмотрены основные характеристики и функциональные возможности двух наиболее распространенных типов транзисторов. Позже в этом курсе мы узнаем больше о том, как работают транзисторы и как они используются схемотехниками.

 

Биполярный переходной транзистор

В предыдущем уроке мы узнали об особых характеристиках p-n перехода. Если мы добавим еще один участок полупроводникового материала к p-n переходу, мы получим транзистор с биполярным переходом (BJT).Как показано на следующей диаграмме, мы можем добавить секцию полупроводника n-типа, чтобы создать транзистор npn, или мы можем добавить секцию полупроводника p-типа, чтобы сформировать транзистор pnp.

 

 

Трехслойная комбинация полупроводников n-типа и p-типа приводит к трехвыводному устройству, которое позволяет небольшому току, протекающему через вывод базы , регулировать больший ток, протекающий между выводами эмиттер и коллектор .В npn-транзисторе управляющий ток течет от базы к эмиттеру, а регулируемый ток течет от коллектора к эмиттеру. В pnp-транзисторе управляющий ток течет от эмиттера к базе, а регулируемый ток течет от эмиттера к коллектору. Эти текущие паттерны показаны стрелками на следующей диаграмме.

 

 

Полевой транзистор

Как следует из названия, полевой транзистор (FET) использует электрическое поле для регулирования тока.Таким образом, мы можем думать о BJT и FET как о двух фундаментальных вариациях на тему полупроводникового усиления и переключения: BJT позволяет небольшому току регулировать большой ток, а FET позволяет небольшому напряжению регулировать ток . большой ток.

Полевой транзистор состоит из двух легированных полупроводниковых областей, разделенных каналом , и на устройство подается напряжение таким образом, чтобы изменить токопроводящие свойства канала.Диаграмма ниже дает вам представление о том, как это работает.

 

 

Как видите, клеммы, разделенные каналом, называются исток и сток , а затвор является клеммой, на которую подается управляющее напряжение. Хотя эта диаграмма помогает представить общую работу полевого транзистора, на самом деле она изображает относительно необычное устройство, называемое полевым транзистором с переходом (JFET).В настоящее время подавляющее большинство полевых транзисторов представляют собой металлооксидно-полупроводниковые полевые транзисторы (МОП-транзисторы).

МОП-транзистор имеет изолирующий слой, отделяющий затвор от канала. Таким образом, в отличие от биполярного транзистора, полевой МОП-транзистор не требует постоянного входного тока; ток, протекающий через канал, можно регулировать, просто подавая напряжение. На следующей диаграмме показана физическая структура и основные принципы работы n-канального МОП-транзистора , также называемого NMOS-транзистором .Основными носителями в NMOS-транзисторе являются электроны; версия p-типа, которая имеет дырки в качестве основных носителей, называется p-канальным МОП-транзистором или PMOS-транзистором .

 

 

Две сильно легированные области n-типа разделены каналом p-типа. Предположим, что источник и подложка подключены к земле. Если затвор также заземлен, ток не может течь через канал, потому что напряжение, приложенное к стоку, приводит к обратному смещению p-n перехода.Однако положительное напряжение, подаваемое на затвор, отталкивает дырки в канале, создавая таким образом обедненную область, и притягивает электроны из секций истока и стока. Если напряжение достаточно велико, в канале будет достаточно подвижных электронов, чтобы позволить току течь от стока к истоку, когда к стоку приложено напряжение.

 

Заключение

Поскольку они позволяют небольшому току или напряжению регулировать ток, BJT и MOSFET могут работать как электронные переключатели и усилители.Действие переключения осуществляется путем подачи входного сигнала, который переходит между двумя состояниями; одно из этих входных состояний приводит к полному протеканию тока, а другое приводит к нулевому протеканию тока. Усиление достигается за счет смещения транзистора таким образом, что небольшие изменения входного сигнала создают соответствующие изменения большей амплитуды в протекающем токе.

Транзисторы могут быть изготовлены как дискретные устройства, но чаще всего они встречаются в виде крошечных компонентов в интегральных схемах, и именно эти интегральные схемы мы будем изучать в следующей главе.

Сравнение BJT и FET: основы и их работа

И BJT, и FET относятся к одной категории транзисторов. Эти транзисторы обладают как проводимостью, так и изоляцией. BJT, как и FET, состоит из трех основных выводов. Эти транзисторы повсеместно используются в качестве основных компонентов электронных систем. В этой статье мы обсудим основы и сравнение между BJT и FET.

Он бывает разных размеров и форм.Основным критерием для этих транзисторов является управление потоком тока, протекающего через один канал, путем создания очень меньших изменений интенсивности тока, протекающего через второй канал. BJT или FET оба имеют функции, похожие на переключатель, а также усилители.

Основы биполярного транзистора

Биполярный транзистор. Он состоит из одного p-типа и обоих n-типов, называемых n-p-n, или одного n-типа и обоих p-типов, называемых p-n-p.Обычно идеология этого заключается в том, что два диода с p-n переходом можно соединить таким образом, чтобы образовался биполярный переход.

Три клеммы в BJT можно классифицировать как

Проводимость или протекание тока можно наблюдать как от коллектора, так и от эмиттера, и он контролируется базовой клеммой.

Основы полевых транзисторов

Он также относится к категории транзисторов, в которых протекание тока контролируется электрическим полем.Работа здесь основана на одном единственном перевозчике. Однако существует два типа носителей заряда: электроны и дырки. Но в полевых транзисторах операционная проводимость основана либо на дырках, либо на электронах. Следовательно, эти транзисторы также называют однополярными транзисторами.

Этот транзистор также состоит из трех выводов. Они

От конечного источника заряды втягиваются в канал. Слив рассматривается как терминал для выхода зарядов из канала.Гейт отвечает за модуляцию проводимости каналов.

Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о BJT MCQS

Сравнение между BJT и FET

Основное сравнение между BJT и FET выполнены следующим образом

BJT

FET

 

(1) Он называется транзистором с биполярным переходом.

 

(1) Это транзистор с однопереходным переходом.

 

(2) Работа транзистора этого типа зависит от обоих носителей заряда.

 

(2) В полевом транзисторе операция выполняется за счет большинства носителей, это могут быть либо электроны, либо дырки.

 

(3) Это устройство известно своим контролем тока.

 

(3) Это устройство известно своим контролем напряжения.

 

 

(4) Требуется напряжение смещения.

 

(4) Напряжение смещения не требуется.

 

(5) Потребление энергии больше.

 

(5) Меньшее потребление энергии.

 

(6) У этого типа транзистора усиление больше.

 

(6) Коэффициент усиления этих транзисторов будет меньше.

 

 

(7) Выходное значение импеданса становится

 

высоким из-за высокого коэффициента усиления.

 

(7) Чем меньше усиление, тем меньше значение выходного импеданса

 

.

 

(8) Требование малого тока делает этот транзистор пригодным для использования.

 

(8) При низком напряжении используются полевые транзисторы.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать о полевых транзисторах MCQ

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об усилителе BJT. Что касается подробного обзора различий, можете ли вы привести практический пример для транзисторов BJT и FET?

Разница между FET и BJT

Разница между FET и BJT

Основное различие между BJT и FET заключается в том, что первый является устройством, управляемым током, а второй — устройством, управляемым напряжением.В случае BJT приставка «Bi» возникает из-за того, что BJT имеют оба типа носителей заряда, то есть электроны и дырки, но в FET либо электроны, либо дырки составляют ток стока, так называемый униполярный транзистор. В зависимости от типа носителей заряда полевые транзисторы были классифицированы как n-канальные или p-канальные полевые транзисторы, или, другими словами, мы можем сказать, что работа полевых транзисторов зависит только от потока большинства носителей. Существует большое количество преимуществ FET по сравнению с BJT.Но основным недостатком полевого транзистора является его относительно небольшое произведение ширины полосы пропускания по сравнению с тем, что можно получить с помощью обычного биполярного транзистора.

Разница между FET и BJT

Разница между FET и BJT

Ниже приведены некоторые различия между BJT и FET, которые должны быть известны учащимся, прежде чем подробно обсуждать работу FET.

С.№. FET BJT
1 FET является униполярным полупроводниковым устройством, поскольку его работа зависит от потока основных носителей i.е., либо дырки, либо электроны, в зависимости от обстоятельств. BJT является биполярным полупроводниковым устройством, поскольку в этом случае элементы, составляющие ток, являются как основными, так и неосновными носителями.
2 Входное сопротивление полевого транзистора намного больше (в мегаомах), чем биполярного транзистора. Причина этого заключается в том, что входной терминал, то есть затвор к истоку полевого транзистора, смещен в обратном направлении, а обратное смещение обеспечивает идеально бесконечное сопротивление. Входной импеданс биполярного транзистора намного меньше по сравнению с полевым транзистором.
3 Полевой транзистор — это устройство, управляемое напряжением. BJT — это токоуправляемое устройство.
4 Полевой транзистор менее шумный. Потому что развязок нет. Гораздо шумнее, чем полевой транзистор.
5 Более высокая частотная характеристика. Изменение частоты влияет на производительность.
6 Хорошая термическая стабильность благодаря отсутствию неосновных носителей. Зависит от температуры, может вызвать тепловой разгон.{2} БЮТ почти линейное устройство или можно сказать что БЮТ работает линейно в активной области как усилитель.
10 Напряжение смещения отсутствует; поэтому он лучше работает как переключатель или прерыватель. Перед переключением всегда имеется напряжение смещения.
11 Продукт с малым усилением и полосой пропускания. Больше, чем полевой транзистор.

Сравнение полевого транзистора и транзистора с биполярным переходом

  1. Полевой транзистор представляет собой однополярное устройство i.т. е. ток в устройстве переносится либо электронами, либо дырками, тогда как Bipolar Junction Transistor является биполярным устройством, т. е. ток в устройстве переносится как электронами, так и дырками.
  2. FET — это устройство, управляемое напряжением, т. е. напряжение на выводе затвора (или стока) управляет величиной тока, протекающего через устройство, тогда как BJT — это устройство, управляемое током, т. е. ток базы управляет величиной тока коллектора.
  3. Входное сопротивление FET очень велико и составляет порядка нескольких мегаом, тогда как входное сопротивление BJT очень мало и составляет порядка нескольких кОм.
  4. FET имеет отрицательный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это означает, что ток уменьшается с ростом температуры. Эта характеристика предотвращает тепловой пробой FET , тогда как BJT имеет положительный температурный коэффициент при высоких уровнях тока.Это означает, что ток коллектора увеличивается с ростом температуры. Эта характеристика приводит к тепловому пробою биполярного транзистора.
  5. Полевой транзистор не страдает от эффекта накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более высокие скорости переключения и частоты среза, тогда как Биполярный транзистор страдает от эффекта накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более низкую степень переключения скорость и частота среза, чем у полевых транзисторов.
  6. FET менее шумный, чем BJT или вакуумная лампа , и поэтому больше подходит в качестве входного усилителя для сигналов низкого уровня. Он широко используется в высокоточных частотно-модулированных приемниках, тогда как BJT сравнительно более шумный, чем полевой транзистор.
  7. FET гораздо проще изготовить в виде интегральной схемы (ИС) и занимает меньше места на микросхеме, тогда как BJT сравнительно сложно изготовить в виде интегральной схемы (ИС) и занимает больше места на IC чип, чем у FET.

Похожие сообщения:

Разница между Dual Trace и Dual Beam CRO

Разница между бортовой и торцевой огневыми группами

Тестирование печатной платы (PCB) с помощью мультиметра

В чем разница между BJT и FET?

Последнее обновление:

Разница между бджт и фэт

Основное различие между BJT и FET заключается в том, что BJT — это устройство, управляемое током, а FET — это устройство управления напряжением.Они разрабатываются из различных полупроводниковых материалов, в основном типа P и типа N. Эти транзисторы используются в конструкции усилителей, переключателей и генераторов и т. д.

BJT – транзистор с биполярным переходом

BJT — биполярный переходной транзистор. BJT — устройство, управляемое током.

Как показано на рисунке, существуют типы транзисторов BJT P-N-P и N-P-N. Условные обозначения этих транзисторов также описаны на рисунке. В устройстве BJT есть три терминала.передатчик, база и коллектор.

  • Транскондуктивность gm = ε против Вт/d
  • Частота среза fT = gm/(2pCgs)

Особенности BJT:

  • Входное сопротивление мало, а выходное сопротивление высокое.
  • Шумовое устройство из-за присутствия неосновных носителей.
  • Это биполярное устройство, поскольку ток течет из-за основных носителей и меньшинства.
  • Термическая стабильность ниже из-за тока утечки или обратного тока насыщения.
  • Легирование в передатчике самое высокое, а в нижней — самое низкое.
  • Поверхность коллектора самая высокая, а нижняя — самая маленькая.

FET – полевой транзистор

FET — транзистор с полевыми эффектами. FET — это устройство с регулируемым напряжением.

На рисунке показаны символы FET для канала P и типа канала N. В устройстве FET имеется три клеммы. исток, сток и ворота.Источник – это терминал, через который носители входят в канал. Слив – это терминал, через который носители покидают канал. Затвор — это клемма, которая модулирует проводимость канала путем подачи напряжения на эту клемму.

FET называется униполярным транзистором. В полевом транзисторе входное напряжение управляется выходным током, здесь входным током обычно можно пренебречь. В этом большая заслуга полевых транзисторов, когда на вход не может поступать большой ток.

  • Транскондуктивность- gm = q Ie/kBT
  • Частота среза — fT = 2Dn/WB2

Особенности полевого транзистора

  • Это входное устройство с высоким импедансом около 100 МОм и выше.
  • FET не имеет напряжения смещения при использовании в качестве переключателя, в отличие от BJT.
  • FET относительно невосприимчив к радиации, но BJT очень чувствителен.
  • Это крупное транспортное средство.
  • FET менее шумный, чем BJT. Он больше подходит для входных каскадов усилителя низкого уровня.
  • FET обеспечивает более высокую термическую стабильность по сравнению с BJT.
  • FET является униполярным устройством.

Основные недостатки FET:

  • FET имеет относительно низкую пропускную способность по сравнению с BJT.
  • Полевой транзистор
  • более чувствителен к повреждениям и поэтому требует осторожного обращения.

В верхней таблице указаны различия между типами BJT (биполярный транзисторный транзистор) и полевого транзистора (FET).

Разница между bjt и fet в табличной форме

Полевые транзисторы Полевые транзисторы Полевые транзисторы Полевые транзисторы .

0 comments on “Чем отличается полевой транзистор от биполярного: Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Биполярные переходные транзисторы (BJT) Полевые транзисторы (FET).
BJT управляются током.Для работы им нужен ток смещения на базовую клемму. управляются напряжением. Все, что вам нужно, это подать напряжение на дверь, чтобы включить или отключить полевой транзистор. Вам не нужен предварительный поток для операции.
BJT имеют более низкий входной импеданс, что означает, что они потребляют больше энергии в силовой цепи, что может привести к нагрузке на цепь. имеют более высокий входной импеданс, чем биполярные транзисторы. Это означает, что они практически не потребляют энергии и поэтому не перегружают питающую их цепь.
Биполярные транзисторы имеют больший выходной коэффициент усиления, чем полевые транзисторы. Коэффициент усиления (или крутизна) полевых транзисторов ниже, чем у биполярных транзисторов.
BJT больше и поэтому требуют больше места, чем обычно FET. могут быть намного меньше, чем биполярные транзисторы. Это особенно важно для интегральных схем, состоящих из множества транзисторов.
BJT менее популярны и используются реже явно более популярны в настоящее время и широко используются в коммерческих каналах, чем биполярные транзисторы