Apa perbedaan antara MOSFET dan BJT (dari perspektif analisis sirkuit)?

Ketika menganalisis rangkaian dengan transistor di dalamnya, kapan hal itu membuat perbedaan apakah mereka MOSFET atau BJT?

transistors analysis Andres Riofrio
sumber

Jawaban yang saya tulis untuk pertanyaan lain ini berlaku untuk pertanyaan ini: electronics.stackexchange.com/questions/14440/…

Perbedaan utama / Kasar: MOSFET digerakkan oleh tegangan dan secara efektif mengendalikan resistansi saluran resistif dua arah. Arus nol (jadi 0 daya) yang diperlukan untuk menahan TETAPI muatan besar perlu disapu masuk dan keluar dari gerbang untuk memvariasikan drive sehingga transien arus yang tinggi di gerbang. | BJT digerakkan oleh arus dan mengendalikan persimpangan searah yang kemampuannya untuk melewatkan arus dikendalikan. Basis membutuhkan arus yang terkait dengan arus kolektor sehingga memiliki kebutuhan daya statis saat diaktifkan. Dalam beberapa situasi penggunaan drive eksternal dan sirkuit umpan balik akan memungkinkan MOSFET & BJT dipertukarkan.

Russell McMahon

mungkin duplikat Kapan menggunakan transistor apa

Olin Lathrop

Jawaban:

Dari sudut pandang desain, perbedaan utama dan paling jelas adalah arus basis: seperti kata Russel, bipolar digerakkan oleh arus, yang berarti bahwa arus yang mengalir ke Kolektor akan sebanding dengan arus yang mengalir di Dasar (dan Emitor) akan menampilkan jumlah untuk KCL); MOSFET sebagai gantinya, memiliki impedansi Gerbang yang sangat tinggi, dan hanya menempatkan tegangan lebih tinggi dari treshold akan mengaktifkannya.

$h_{FE}$

Di sisi lain, penguatan tetapnya mungkin tidak cukup untuk menggunakannya sebagai sakelar, di mana input berdaya rendah digunakan untuk menyalakan beban arus tinggi: dalam hal itu konfigurasi Darlington (dua BJT bertingkat) dapat membantu, tetapi MOS tidak memiliki masalah ini karena keuntungan saat ini hampir tak terbatas (tidak ada Gerbang saat ini seperti yang kami katakan).

Aspek lain yang mungkin relevan adalah bahwa MOS, dikendalikan oleh muatan di Gerbang, tidak suka melayang (tidak terhubung): dalam hal ini, itu terkena kebisingan, dan akan menghasilkan perilaku yang tidak terduga (mungkin destruktif). BJT, yang membutuhkan arus basis, lebih kuat dalam hal ini.

Biasanya BJT juga memiliki ambang batas yang lebih rendah (sekitar 0,7 V vs 1+ V untuk MOS) tetapi ini sangat tergantung pada perangkat dan tidak selalu berlaku.

clabacchio
sumber

Saya telah melihat MOSFET secara harfiah memakan sejumlah besar arus di gerbang (Anda mengabaikan kapasitansi gerbang dan kinerja transistor untuk frekuensi operasi yang lebih tinggi) !! Ini bukan jawaban yang valid jika Anda tidak menyebutkan model di belakang transistor ... jika tidak, penjelasan Anda akan terdengar seperti sekelompok aturan yang datang dari siapa yang tahu di mana transistor mengikuti ... Cantumkan semua aturan yang diikuti oleh transistor. menyebabkan banyak jika dan bahkan lebih banyak kontradiksi. Silakan merujuk model, itu berbicara sendiri :)

gmagno

@ Gmagno kita bisa berbicara sepanjang hari tentang model, urutan kedua dan efek frekuensi tinggi, ketergantungan suhu dan efek saluran pendek; Saya hanya mencoba memberikan OP beberapa petunjuk tentang apa yang diharapkan ketika melihat sebuah rangkaian dengan transistor. Dan ada beberapa hal yang tidak dikatakan model, dan lebih mungkin ditemukan di lembar data. Saya hanya belajar berapa banyak hal yang saya asumsikan dari pengetahuan teori saya salah.

clabacchio

Saya pikir ini adil dan berguna untuk menggambarkan bagaimana MOSFET ideal berbeda dari BJT ideal, dan karena MOSFET ideal tidak memiliki kapasitansi gerbang, itu tidak menarik arus gerbang. Di sisi lain, akan sangat membantu untuk menyebutkan cara kualitatif di mana MOSFET dan BJT berbeda dari model ideal mereka. Kapasitansi gerbang harus menjadi bagian dari itu, seperti halnya respons panas. Perilaku BJT lebih baik ketika panas, sementara MOSFET berperilaku lebih buruk, sehingga mempengaruhi keadaan yang menyebabkan stabilitas termal dan yang menyebabkan pelarian termal.

supercat

@supercat ok, saya setuju dengan Anda berdua, dan saya juga berpikir bahwa mereka lebih memahami cara mereka bekerja; apa yang saya katakan adalah bahwa seringkali hampir tidak berguna untuk mengetahui persamaan ID dari transistor MOS karena berisi parameter yang tidak dimiliki oleh lembar data. Jadi menggunakannya akan berakibat macet.

clabacchio

@clabacchio: Saya cenderung menganggap MOSFET memiliki tegangan gerbang tertentu di bawahnya "mati", tegangan lain di atasnya "menyala" dan akan mengalirkan sejumlah arus minimum (mungkin lebih, jika tersedia) , dan berbagai voltase di mana mereka dapat melakukan apa pun yang mereka inginkan. Bukan model yang sangat terperinci, tetapi yang cocok dengan kenyataan dengan cukup baik di bagian-bagian yang ditentukan, dan yang cukup mendefinisikan untuk banyak tujuan.

supercat

Perbedaan Kuantitatif:

Itu benar-benar tergantung pada jenis rangkaian dan level tegangan yang Anda hadapi. Tetapi secara umum, sebuah transistor (BJT atau FET) adalah komponen "kompleks" (maksud saya, itu bukan resistor, kapasitor, induktor atau tegangan / pasokan arus ideal), yang berarti dari titik analisis rangkaian pandang, bahwa Anda harus terlebih dahulu memilih model yang tepat untuk transistor, yaitu, sirkuit yang terbuat dari komponen non-"kompleks" yang mewakili perilaku transistor (google untuk model Hybrid-pi), untuk menganalisisnya. Sekarang jika Anda melihat keduanya, model BJT dan MOSFET Anda akan dapat membandingkannya secara kuantitatif dan memahami perbedaannya. Cara Anda memilih model yang tepat tergantung pada berbagai faktor, yaitu:

ketepatan
kompleksitas
apakah itu untuk sinyal kecil atau besar

(hanya untuk beberapa nama)

Perbedaan Kualitatif:

Periksa beberapa posting tentang transistor di sini di forum, (misalnya milik David Kessner)

gmagno
sumber

Maaf tapi ini tidak menjawab pertanyaan, itu hanya cara abstrak dan filosofis untuk mengatasi masalah tersebut. Hanya berbicara tentang arus basis akan lebih baik.

clabacchio

Berbicara tentang arus basis akan meremehkan pertanyaan itu. Biasanya saya mencoba membantu dengan konsep alih-alih membatasi jawaban saya dengan jelas dan apa yang biasanya didengar di kelas.

gmagno

Dalam menganalisis rangkaian ini akan membuat perbedaan karena model ekivalen listrik dari BJT berbeda dari FET karena ketika mereka berbicara sebelum karakteristik BJT tidak seperti FET.

Seperti tou dapat melihat dari gambar ini model setara FET

Dan ini disebabkan oleh resistor input FET yang sangat besar.

Omong-omong jika kita menggunakan konfigurasi yang tidak menguntungkan, resistor input saya menjadi kecil seperti yang terjadi ketika kita menggunakan gerbang umum atau basis umum.

yahya tawil
sumber