Wann man welchen Transistor benutzt

61

Es gibt also verschiedene Arten von Transistoren:

  1. BJT
  2. JFET
  3. MOSFET

Kombinieren Sie all das mit den verschiedenen Geschmacksrichtungen (NPN, PNP, Enhancement-Modus, Depletion-Modus, HEXFET usw.) und Sie haben eine Vielzahl von Teilen, von denen viele in der Lage sind, die gleiche Aufgabe zu erfüllen. Welcher Typ ist für welche Anwendung am besten geeignet? Transistoren werden als Verstärker, digitale Logikschalter, variable Widerstände, Stromversorgungsschalter, Pfadisolierung verwendet, und die Liste geht weiter. Woher weiß ich, welcher Typ für welche Anwendung am besten geeignet ist? Ich bin sicher, es gibt Fälle, in denen einer besser geeignet ist als der andere. Ich gebe zu, dass es hier ein gewisses Maß an Subjektivität / Überlappung gibt, aber ich bin sicher, dass ein allgemeiner Konsens darüber besteht, für welche Kategorie von Anwendungen jeder der aufgelisteten Transistortypen (und die, für die ich aufgehört habe) am besten geeignet ist? Zum Beispiel,

PS - Wenn dies ein Wiki sein muss, ist das in Ordnung, wenn jemand es für mich konvertieren möchte

Joel B
quelle

Antworten:

53

Die Hauptunterteilung besteht zwischen BJTs und FETs, wobei der große Unterschied darin besteht, dass erstere mit Strom und letztere mit Spannung gesteuert werden.

Wenn Sie kleine Mengen von etwas bauen und nicht sehr vertraut mit den verschiedenen Optionen sind und wie Sie die Eigenschaften vorteilhaft nutzen können, ist es wahrscheinlich einfacher, sich mit MOSFETs zu beschäftigen. Sie sind tendenziell teurer als vergleichbare BJTs, aber für Anfänger konzeptionell einfacher zu handhaben. Wenn Sie MOSFETs mit "Logikpegel" erhalten, ist es besonders einfach, diese anzusteuern. Sie können einen N-Kanal-Low-Side-Schalter direkt von einem Mikrocontroller-Pin aus ansteuern. IRLML2502 ist ein großartiger kleiner FET, solange Sie 20 V nicht überschreiten.

Sobald Sie sich mit einfachen FETs vertraut gemacht haben, lohnt es sich, sich an die Arbeitsweise von Bipolaren zu gewöhnen. Sie sind unterschiedlich und haben ihre Vor- und Nachteile. Sie mit Strom fahren zu müssen, mag mühsam erscheinen, kann aber auch von Vorteil sein. Sie sehen im Grunde genommen wie eine Diode über dem BE-Übergang aus, so dass die Spannung niemals sehr hoch wird. Das heißt, Sie können 100 Volt oder mehr von Niederspannungs-Logikschaltungen schalten. Da die BE-Spannung in erster Näherung fest ist, sind Topologien wie Emitterfolger möglich. Sie können einen FET in der Source-Follower-Konfiguration verwenden, aber im Allgemeinen sind die Eigenschaften nicht so gut.

Ein weiterer wichtiger Unterschied betrifft das Schaltverhalten. BJTs sehen aus wie eine feste Spannungsquelle, normalerweise 200 mV oder so bei voller Sättigung bis zu einem Volt in Hochstromfällen. MOSFETs sehen eher wie ein niedriger Widerstand aus. Dies ermöglicht in den meisten Fällen eine niedrigere Spannung über den Schalter. Dies ist einer der Gründe, warum Sie FETs in Leistungsschaltanwendungen so häufig sehen. Bei hohen Strömen ist die feste Spannung eines BJT jedoch niedriger als die Stromzeit des Rdson des FET. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Transistor hohe Spannungen verarbeiten muss. BJT haben im Allgemeinen bessere Eigenschaften bei hohen Spannungen, daher gibt es IGBTs. Ein IGBT ist wirklich ein FET, der zum Einschalten eines BJT verwendet wird, der dann das schwere Heben ausführt.

Es gibt noch viel mehr Dinge, die gesagt werden könnten. Ich habe nur einige aufgeführt, um die Dinge in Gang zu bringen. Die wirkliche Antwort wäre ein ganzes Buch, für das ich keine Zeit habe.

Olin Lathrop
quelle
11

Wie Olin sagte, ist dies in der Tat ein Thema, das leicht ein ganzes Buch aufgreifen würde.

Ein paar Extrapunkte:

Die extrem hohe Eingangsimpedanz der FET-Gatter macht sie für Quellen mit hoher Impedanz sehr nützlich. Oft in Low - Level - Audio verwendet Verstärker für einige Mikrofone oder für das vordere Ende der Test - Geräte , die so wenig Wirkung auf dem Objekt haben muss , wurde wie möglich getestet (zB oscillscopes , usw.)
auch ein FET kann in dem ohmschen Bereich verwendet werden als spannungsvariabler Widerstand .

Das Schalten ist mit MOSFETs schneller, da sie nicht den Ladungsspeicher haben, den BJTs haben, obwohl die Gate-Kapazität bei den größeren Typen ziemlich viel Ansteuerung erfordern kann. Ich denke , aus diesem Grund sehen Sie oft Bipolare, die MOSFET-Gates ansteuern, um sowohl die niedrige Kapazität der BJT-Basis als auch die schnelle Schaltzeit des MOSFET auszunutzen.
Ein thermisches Durchgehen und ein zweiter Durchschlag sind bei BJTs ein Problem, das MOSFETs nicht haben, obwohl Dinge mit Dingen wie dem Ausfall von dV / dt und parasitären BJTs in Leistungs-MOSFETs, die ein unerwünschtes Einschalten verursachen können, kompliziert werden können:

ParasiticComp

Oli Glaser
quelle