Was ist der Unterschied zwischen Bipolartransistoren (BJTs) für kleine Signale, die als Schalter vermarktet werden, und Verstärkern?

Beispielsweise sind die BJTs MMBT3904 und MMBT3906 als NPN / PNP-Schalttransistoren aufgeführt , und in den Datenblättern sind die Schaltzeiten aufgeführt, während die BJTs BC846 und BC856 als NPN / PNP-Allzwecktransistoren aufgeführt sind (und die Schaltgeschwindigkeit abgeleitet werden müsste) durch Betrachten der Übergangsfrequenz f _t ?)

Neben dem Offensichtlichen (höhere f _t für Schalttransistoren): Gibt es einen Unterschied in der Art und Weise, wie diese konstruiert und hergestellt werden? Kann ein Typ im Allgemeinen in der anderen Anwendung verwendet werden, aber nicht umgekehrt?

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Soweit ich mich vor einigen Monaten beim Lesen des Motorola-Transistor-Datenbuchs erinnere, haben Schalttransistoren, wie Sie sagten, einen schnelleren ft und aus diesem Grund einen kleineren linearen Bereich. Kleine Signaltransistoren haben einen langsameren ft, aber einen größeren linearen Bereich. Ich habe kürzlich eine VLSI-Klasse besucht, die sich leider nur auf MOSFETs konzentrierte. Daraus kann ich nur annehmen, dass die Länge des N-Bereichs in n PNP oder die Länge des p-Bereichs in einem NPN in einem Schalttransistor kleiner ist, so dass es einfacher ist, den Verarmungsbereich groß genug zu machen, um den Transistor leitend zu machen. Ich würde auch annehmen, dass das Gegenteil für kleine Signaltransistoren gilt.

Ein wesentlicher Unterschied, der meistens außer Acht gelassen wird, besteht darin, dass die meisten AKTIVEN elektronischen Geräte so konzipiert, hergestellt und getestet (akzeptiert / abgelehnt) sind, dass sie ganz bestimmte Anforderungen erfüllen:

• Wir können die oben genannten Zielanforderungen als PRIMARY oder MUST bezeichnen, was bedeutet, dass wir bei diesen Anforderungen wirklich eine sehr gute Leistung erzielen müssen, um unser Gerät zu differenzieren und es besser als ein "Standard" - oder Baseline-Gerät zu machen.
• Dann gibt es eine zweite Gruppe von Anforderungen, SECONDARY oder NICE TO HAVE, die nicht übersehen werden können, oder unser Gerät befindet sich in diesen anderen Parametern möglicherweise unter dem "Standard" -Gerät. Meistens stehen die sekundären Anforderungen im Widerspruch zu den primären, was bedeutet, dass eine Verbesserung eines der primären Parameter den sekundären Parameter verschlechtert. In anderen Fällen sind die sekundären Anforderungen einfach teuer in der Verbesserung und werden für unseren Zielmarkt oder unsere Anwendungen nicht wirklich benötigt.

Dies geschieht einfach, weil es nicht möglich ist, ein aktives Gerät zu erstellen, das für alle (viele) beabsichtigten Anwendungen am besten geeignet ist.

Zum Beispiel und unter Bezugnahme auf das BJT-Design benötigt "Hochspannungsschalten" (höherer Durchbruch auf Lawinensammlerbasis) für eine gegebene Herstellungstechnologie einen Bereich mit höherer Diffusionsdotiermittel, was wiederum die parasitären Eingangs- und Ausgangskapazitäten erhöht, und Der resultierende BJT ist also langsamer als wenn wir uns entscheiden, den BVcb nicht zu verbessern. In diesem einfachen Beispiel können die gewünschten Eigenschaften "höherer BVcb" und "schnellste Schaltzeiten" nicht gleichzeitig verbessert werden. Infolgedessen werde ich beim Entwurf eines sehr linearen Geräts einen höheren BVcb opfern, um einen höheren Ft (Einheitsverstärkungsbandbreite) zu erhalten.

Zurück zur ursprünglichen Frage: Es gibt DREI Hauptgründe, die erklären, warum Hersteller ein Gerät manchmal mit Adjektiven wie "zum Schalten von Anwendungen" oder "Allzweck-Linearverstärker" "beschriften" oder untertiteln:

1. Einige der Zielparameter, die Sie optimieren müssen, um das "beste" Schaltgerät unter einer bestimmten Fertigungstechnologie zu erhalten, sind wenig nützlich oder wirken dem besten linearen Verstärkerverhalten entgegen: Robustheit parasitärer interner Dioden / SCRs, sehr hoher Spitzenstrom, ESD-Schutz, Optimierung der Speicher- und Verzögerungszeit, hohe BVcb, thermische Stabilität ...
2. Heutzutage ist es üblich, diskrete Stromversorgungs- / Schaltgeräte zu bauen, da viele interne Geräte parallel geschaltet sind. Diese Technik verbessert natürlich viele der obigen Parameter, die ein "gutes Schaltgerät" ausmachen, macht das Gerät jedoch auch buchstäblich viel weniger linear.
3. Preis! Die Verbesserung eines Parameters, der für die Zielanwendung nicht benötigt wird, erhöht sicherlich die Kosten! Warum? Da der Hersteller das Gerät nun auch für die nicht wirklich benötigten Parameter charakterisieren und, schlimmer noch, die hergestellten Geräte ablehnen muss, die den genannten Parameter während der Testphase nicht erfüllen. Dies wird die Ausbeute des Herstellungsprozesses senken und die Preise in die Höhe treiben.

Das letzte Element, das einen nicht wirklich benötigten Parameter charakterisiert und testet, ist auf vielen Datenblättern leicht zu erkennen. Sie werden feststellen, dass viele Allzweck-BJTs (Linealverstärker) die erwarteten Werte für Speicher- und Verzögerungszeiten weder garantieren noch angeben. Auf der anderen Seite werden Schalt-BJTs die Schaltzeiten, Wellenformen und zugehörigen Parameter meistens vollständig charakterisieren, jedoch weder detailliert noch die Variabilität der Hie / Hfe / Hacke-Kurven darstellen.