טרנזיסטורים דו-קוטביים ואפקט שדה - מה ההבדל

זרם או שדה

יש לדעת רוב האנשים, בצורה כזו או אחרת מול אלקטרוניקה, המכשיר הבסיסי של אפקט שדה וטרנזיסטורים דו קוטביים. לפחות מהשם "טרנזיסטור אפקט שדה", ברור שהוא נשלט על ידי השדה, השדה החשמלי של התריס, בעוד טרנזיסטור דו קוטבי הנשלט על ידי זרם בסיס.

זרם ושדה - ההבדל הוא קרדינל. עבור טרנזיסטורים דו קוטביים, זרם האספן נשלט על ידי שינוי זרם השליטה של ​​הבסיס, ואילו כדי לשלוט על זרם הניקוז של טרנזיסטור אפקט השדה, די בכדי לשנות את המתח המופעל בין השער למקור, וכבר אין צורך בזרם שליטה.

FET מהיר יותר

איזה טרנזיסטורים שדה טוב יותר או דו קוטבי? היתרון של טרנזיסטורי אפקט-שטח, בהשוואה לאלה דו-קוטביים, ברור: לטרנזיסטורים-אפקט-שדה יש ​​התנגדות קלט גבוהה בזרם ישר, ואפילו שליטה בתדירות גבוהה אינה מביאה לעלויות אנרגיה משמעותיות.

הצטברות וספיגה חוזרת של נושאי מטען מיעוט נעדרים בטרנזיסטורים להשפעת שטח, וזו הסיבה שמהירותם גבוהה מאוד (כפי שצוין על ידי מפתחי ציוד הכוח). ומכיוון שהעברת נשאיות המטען העיקריות אחראית על ההגברה בטרנזיסטורי אפקט שדה, הגבול העליון של ההגברה האפקטיבית של טרנזיסטורי אפקט שדה הוא גבוה יותר מזה של הדו-קוטביים.

כאן אנו מציינים גם יציבות טמפרטורה גבוהה, רמת הפרעה נמוכה (בגלל היעדר הזרקה של נושאי מטען מיעוט, כמו שקורה בנשאים דו קוטביים), וכלכלה מבחינת צריכת אנרגיה.

תגובה שונה לחום

אם הטרנזיסטור הדו קוטבי מתחמם במהלך פעולת ההתקן, אז הזרם פולט האספן גדל, כלומר מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות של הטרנזיסטורים הדו קוטביים הוא שלילי.

בשדה ההיפך הוא הנכון - מקדם הטמפרטורה של מקור הניקוז הוא חיובי, כלומר עם עליית הטמפרטורה, גם התנגדות התעלה עולה, כלומר זרם מקור הניקוז פוחת. נסיבה זו מעניקה לטרנזיסטור-אפקט-שדה יתרון נוסף אחד על פני אלה דו-קוטביים: ניתן לחבר בבטחה טרנזיסטורים-אפקט-שדה במקביל, ונגדי פילוס במעגלי הניקוז שלהם לא יידרשו, שכן בהתאמה לעליה בעומס, גם התנגדות התעלה תגבר אוטומטית.

אז כדי להשיג זרמי מיתוג גבוהים, תוכלו לחייג בקלות למפתח מרוכב מכמה טרנזיסטורים של אפקט שדה מקבילים, המשמשים הרבה בפועל, למשל בממירים (ראה - מדוע ממירים מודרניים משתמשים בטרנזיסטורים ולא בתיריסטורים).

אבל טרנזיסטורים דו קוטביים לא יכולים פשוט להיות מקבילים, הם זקוקים בהכרח לנגדי פילוס זרם במעגלים של הפולטים. אחרת, בגלל חוסר איזון במפתח מורכב עוצמתי, לאחד הטרנזיסטורים הדו קוטביים יהיה במוקדם או במאוחר פירוט תרמי בלתי הפיך. הבעיה המורכבת הנקראת כמעט ולא מאוימת על ידי מפתחות מורכבים בשדה. תכונות תרמיות אופייניות אלה קשורות לתכונות של ערוץ n ו- p פשוט ו צומת p-nשהם שונים מהותית.

היקפי טרנזיסטורים אחרים

ההבדלים בין טרנסיסטורים דו-קוטביים לטרנזיסטורים דו-קוטביים מפרידים בבירור בין תחום היישום שלהם. לדוגמה, במעגלים דיגיטליים, בהם נדרשת צריכת הזרם המינימלית במצב המתנה, טרנזיסטורים להשפעת שדה משמשים כיום בצורה הרבה יותר רחבה. במעגלי מיקרו אנלוגיים, טרנזיסטורי אפקט שדה עוזרים להשיג ליניאריות גבוהה של מאפייני השבירה במגוון רחב של מתחי אספקה ​​ופרמטרי יציאה.

מעגלי סליל-סליל מיושמים בנוחות כיום באמצעות טרנזיסטורים לאפקט שדה, מכיוון שמגוון מתח מתח היציאה כאותות לכניסות מושג בקלות, כמעט בקנה אחד עם רמת מתח האספקה. מעגלים כאלה יכולים פשוט לחבר את הפלט של אחד לכניסה של השני, ואין צורך במגבילי מתח או מפרידים בנגדים.

באשר לטרנזיסטורים דו קוטביים, יישומיהם האופייניים נותרו: מגברים, שלבים שלהם, מודולטורים, גלאים, ממירי היגיון ומעגלי לוגיקה של טרנזיסטור.

ניצחון בשטח

דוגמאות מובהקות למכשירים המבוססים על טרנזיסטורים לאפקט שדה הם שעונים אלקטרוניים ו- שלט רחוק לטלוויזיה. בשל השימוש במבני CMOS, מכשירים אלה יכולים לפעול עד מספר שנים ממקור כוח מיניאטורי אחד - סוללה או מצבר, מכיוון שהם למעשה לא צורכים אנרגיה.

נכון לעכשיו, טרנזיסטורים לאפקט שדה משמשים יותר ויותר במכשירי רדיו שונים, שם הם כבר מחליפים בהצלחה מכשירים דו-קוטביים. השימוש בהם במכשירים המשדרים רדיו מאפשר להגדיל את התדירות של אות המוביל, ומספק למכשירים כאלה חסינות רעש גבוהה.

בעלי התנגדות נמוכה במצב הפתוח, הם משמשים בשלבים סופניים של מגברי תדר שמע בעלי עוצמה גבוהה (Hi-Fi), שם, שוב, טרנזיסטורים דו קוטביים ואפילו צינורות אלקטרוניים מוחלפים בהצלחה.

במכשירים בעלי עוצמה גבוהה, כמו ראשונים רכים, טרנזיסטורים דו-קוטביים מבודדים בשער (IGBT) - מכשירים המשלבים טרנזיסטורים אפקטים דו-קוטביים וגם אפקט שדה כבר נעקרים בהצלחה תיריסטורים.

ראה גם: סוגי טרנזיסטורים ותכונותיהם