Porovnanie MOSFET s tranzistormi BJ - klady a zápory

Príspevok komplexne pojednáva o podobnostiach a rozdieloch medzi mosfetmi a BJT a tiež o ich konkrétnych výhodách a nevýhodách.

Úvod

Keď hovoríme o elektronike, jedno meno sa stáva extrémne príbuzným alebo skôr bežným s týmto predmetom, a to sú tranzistory, presnejšie BJT.

Elektronika je v skutočnosti založená na týchto vynikajúcich a nevyhnutných členoch, bez ktorých by elektronika mohla prakticky prestať existovať. Avšak s pokrokom v technológii sa mosfety stali novými bratrancami BJT a v poslednej dobe sa dostali do centra pozornosti.

Pre mnoho nováčikov môžu byť mosfety mätúce parametre v porovnaní s tradičnými BJT, jednoducho preto, že ich konfigurácia vyžaduje dodržanie kritických krokov, ktorých nedodržiavanie väčšinou vedie k trvalému poškodeniu týchto komponentov.

Tento článok bol osobitne predstavený s cieľom vysvetliť jednoduchými slovami veľké množstvo podobností a rozdielov medzi týmito dvoma veľmi dôležitými aktívnymi súčasťami rodiny elektroniky a tiež výhody a nevýhody jednotlivých členov.

Porovnanie BJT alebo bipolárnych tranzistorov s Mosfety

Všetci poznáme BJT a vieme, že tieto majú v zásade tri vodiče, základňu, kolektor a vysielač.

Emitor je výstupná cesta prúdu aplikovaného na základňu a kolektor tranzistora.

Základňa vyžaduje na nej rádovo 0,6 až 0,7 V a vysielač, aby umožnila prepínanie relatívne vyšších napätí a prúdov cez jej kolektor a vysielač.

Aj keď napätie 0,6 V vyzerá malé a je do značnej miery pevné, je potrebné aktuálny prúd meniť alebo skôr zvyšovať v závislosti od zaťaženia pripojeného na kolektor.

To znamená, že ak predpokladáte, že k kolektoru tranzistora pripojíte LED s odporom 1K, pravdepodobne by ste na rozžiarenie LED potrebovali iba 1 alebo 2 miiliampéry.

Ak však pripojíte relé namiesto LED, na jeho fungovanie by ste potrebovali viac ako 30 miliampérov na báze rovnakého tranzistora.

Vyššie uvedené tvrdenia jasne dokazujú, že tranzistor je súčiastka poháňaná prúdom.

Na rozdiel od vyššie uvedenej situácie sa mosfet správa úplne opačne.

Pri porovnaní základne s bránou mosfetu, vysielača so zdrojom a kolektora s odtokom by mosfet vyžadoval najmenej 5 V cez jej bránu a zdroj, aby bolo možné úplne prepnúť záťaž na jeho odtokovej svorke.

5 voltov môže vyzerať masívne v porovnaní s potrebami tranzistora 0,6 V, avšak jedna skvelá vec na mosfetoch je, že týchto 5 V pracuje so zanedbateľným prúdom bez ohľadu na pripojený záťažový prúd, čo znamená, že nezáleží na tom, či ste pripojili LED, relé, krokový motor alebo invertorový transformátor, faktor prúdu na bráne mosfetu sa stane nepodstatným a môže byť malý ako niekoľko mikroampérov.

To znamená, že napätie môže vyžadovať určité zvýšenie, pre mosfety pri ich bránach môže byť až 12V, ak je pripojená záťaž príliš vysoká, rádovo od 30 do 50 ampérov.

Vyššie uvedené tvrdenia ukazujú, že mosfet je súčiastka napájaná napätím.

Pretože napätie nie je nikdy problémom žiadneho obvodu, prevádzka mosfetov sa stáva oveľa jednoduchšou a efektívnejšou, najmä ak ide o väčšie záťaže.

Výhody a nevýhody bipolárnych tranzistorov:

1. Tranzistory sú lacnejšie a pri manipulácii s nimi nie je potrebné venovať osobitnú pozornosť.
2. Tranzistory je možné prevádzkovať aj pri napätí od 1,5 V.
3. Majte malú šancu na poškodenie, pokiaľ s parametrami neurobíte niečo drastické.
4. Vyžadovať vyššie prúdy na spustenie, ak je pripojená záťaž väčšia, čo je nevyhnutné pre stredný stupeň budiča, čo robí veci oveľa zložitejšími.
5. Vyššie uvedená nevýhoda ho robí nevhodným na priame prepojenie s výstupmi CMOS alebo TTL, v prípade, že je zaťaženie kolektora relatívne vyššie.
6. Majte záporný teplotný koeficient, a preto si vyžadujte zvláštnu starostlivosť pri paralelnom pripájaní ďalších čísel.

Klady a zápory MOSFET:

1. Vyžaduje zanedbateľný prúd pre spustenie, bez ohľadu na veľkosť záťažového prúdu, a preto je kompatibilný so všetkými typmi vstupných zdrojov. Najmä keď sú zapojené integrované obvody CMOS, mosfety si s takýmito nízkoprúdovými vstupmi ľahko „potrasú“.
2. Tieto zariadenia majú kladný teplotný koeficient, čo znamená, že je možné paralelne pridať viac mosfetov bez obáv z teplotného úniku.
3. Mosfety sú porovnateľne nákladnejšie a je potrebné s nimi zaobchádzať opatrne, najmä pri spájkovaní. Pretože tieto články sú citlivé na statickú elektrinu, sú potrebné bezpečnostné opatrenia uvedené v dodatku.
4. Mosfety zvyčajne vyžadujú na spustenie minimálne 3 V, takže ich nemožno použiť pre napätie nižšie ako táto hodnota.
5. Jedná sa o pomerne citlivé komponenty, malé zanedbanie bezpečnostných opatrení môže viesť k okamžitému poškodeniu dielu.