三極管開關電路 VS 場效應管電路,孰優孰劣?
發布時間:2015-04-15 責任編輯:sherry
【導讀】在做電路設計時候,或多或少的會用到三極管開關電(dian)路(lu)或(huo)者(zhe)是(shi)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)電(dian)路(lu),但(dan)是(shi)他(ta)們(men)二(er)者(zhe)其(qi)實(shi)有(you)很(hen)大(da)的(de)區(qu)別(bie),不(bu)管(guan)是(shi)從(cong)優(you)點(dian)還(hai)是(shi)缺(que)點(dian)都(dou)是(shi)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)的(de),那(na)麼(me)在(zai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)如(ru)何(he)去(qu)選(xuan)擇(ze)呢(ne)?請(qing)看(kan)下(xia)文(wen)講(jiang)解(jie)。
一般我們在做電路設計時候,三極管開關電路和MOS管開關電路有著以下四種區別:
首先是三極管是用電流控製,MOS管屬於電壓控製;
然後就是成本問題,三極管便宜,MOS管貴;
其次是功耗問題,三極管損耗大;
最後是驅動能力,MOS管常用來電源開關,以及大電流地方開關電路。實際上就是三極管比較便宜,用起來方便,常用在數字電路開關控製。
MOS管(guan)用(yong)於(yu)高(gao)頻(pin)高(gao)速(su)電(dian)路(lu),大(da)電(dian)流(liu)場(chang)合(he),以(yi)及(ji)對(dui)基(ji)極(ji)或(huo)漏(lou)極(ji)控(kong)製(zhi)電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)敏(min)感(gan)的(de)地(di)方(fang)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)低(di)成(cheng)本(ben)場(chang)合(he),普(pu)通(tong)應(ying)用(yong)的(de)先(xian)考(kao)慮(lv)用(yong)三(san)極(ji)管(guan),不(bu)行(xing)的(de)話(hua)考(kao)慮(lv)MOS管。實際上說電流控製慢,電壓控製快這種理解是不對的。要真正理解得了解雙極晶體管和MOS晶體管的工作方式才能明白。
三極管是靠載流子的運動來工作的,以npn管射極跟隨器為例,當基極加不加電壓時,基區和發射區組成的pn結為阻止多子(基區為空穴,發射區為電子)的擴散運動,在此pn結處會感應出由發射區指向基區的靜電場(即內建電場),當基極外加正電壓的指向為基區指向發射區,當基極外加電壓產生的電場大於內建電場時,基區的載流子(電子)才有可能從基區流向發射區,此電壓的最小值即pn結的正向導通電壓(工程上一般認為0.7v)。
但此時每個pn結的兩側都會有電荷存在,此時如果集電極-發射極加正電壓,在電場作用下,發射區的電子往基區運動(實際上都是電子的反方向運動),由於基區寬度很小,電子很容易越過基區到達集電區,並與此處的PN的空穴複合(靠近集電極),為維持平衡,在正電場的作用下集電區的電子加速外集電極運動,而空穴則為pn結處運動,此過程類似一個雪崩過程。集電極的電子通過電源回到發射極,這就是晶體管的工作原理。
三極管工作時,兩個pn結都會感應出電荷,當做開關管處於導通狀態時,三極管處於飽和狀態,如果這時三極管截至,pn結感應的電荷要恢複到平衡狀態,這個過程需要時間。而MOS三極管工作方式不同,沒有這個恢複時間,因此可以用作高速開關管。
場效應管是電壓控製元件,而晶體管是電流控製元件。在隻允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。
changxiaoyingguanshiliyongduoshuzailiuzidaodian,suoyichengzhiweidanjixingqijian,erjingtiguanshijiyouduoshuzailiuzi,yeliyongshaoshuzailiuzidaodian。beichengzhiweishuangjixingqijian。
有(you)些(xie)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)的(de)源(yuan)極(ji)和(he)漏(lou)極(ji)可(ke)以(yi)互(hu)換(huan)使(shi)用(yong),柵(zha)壓(ya)也(ye)可(ke)正(zheng)可(ke)負(fu),靈(ling)活(huo)性(xing)比(bi)晶(jing)體(ti)管(guan)好(hao)。場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)能(neng)在(zai)很(hen)小(xiao)電(dian)流(liu)和(he)很(hen)低(di)電(dian)壓(ya)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)工(gong)作(zuo),而(er)且(qie)它(ta)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)可(ke)以(yi)很(hen)方(fang)便(bian)地(di)把(ba)很(hen)多(duo)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)塊(kuai)矽(gui)片(pian)上(shang),因(yin)此(ci)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)在(zai)大(da)規(gui)模(mo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。
changxiaoyingjingtiguanjuyoujiaogaoshuruzukanghedizaoshengdengyoudian,yineryebeiguangfanyingyongyugezhongdianzishebeizhong。youqiyongchangxiaoguanzuozhenggedianzishebeideshuruji,keyihuodeyibanjingtiguanhennandadaodexingneng。
這裏對於場效應管的選擇來說,我們可以認為一般分成結型和絕緣柵型兩大類,其控製原理都是一樣的。
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