Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника » Биполярные и полевые транзисторы - в чем различие
Количество просмотров: 102415
Комментарии к статье: 4


Биполярные и полевые транзисторы - в чем различие


Ток или поле

Большинству людей, так или иначе сталкивающемуся с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.

Ток и поле — различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.

Биполярные и полевые транзисторы - в чем различие

Полевые транзисторы быстрее

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные? Достоинство полевых транзисторов, по сравнению с биполярными, налицо: полевые транзисторы обладают высоким входным сопротивлением по постоянному току, и даже управление на высокой частоте не приводит к значительным затратам энергии.

Накопление и рассасывание неосновных носителей заряда отсутствует в полевых транзисторах, от того и быстродействие у них очень высокое (что отмечается разработчиками силовой техники). И поскольку за усиление в полевых транзисторах отвечают переносимые основные носители заряда, то верхняя граница эффективного усиления у полевых транзисторов выше чем у биполярных.

Здесь же отметим высокую температурную стабильность, малый уровень помех (в силу отсутствия инжекции неосновных носителей заряда, как то происходит в биполярных), экономичность в плане потребления энергии.

Разная реакция на нагрев

Если биполярный транзистор в процессе работы устройства нагревается, то ток коллектор-эмиттер увеличивается, то есть температурный коэффициент сопротивления у биполярных транзисторов отрицательный.

У полевых же все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный, то есть с ростом температуры растет и сопротивление канала, то есть ток сток-исток уменьшается. Это обстоятельство дает полевым транзистором еще одно преимущество перед биполярными: полевые транзисторы можно без опаски соединять параллельно, и не потребуются выравнивающие резисторы в цепах их стоков, поскольку в соответствии с ростом нагрузки станет автоматически расти и сопротивление каналов.

Так для достижения высоких показателей коммутационных токов, можно легко набрать составной ключ из нескольких параллельных полевых транзисторов, что и используется много где на практике, например в инверторах (смотрите - Почему в современных инверторах используются транзисторы, а не тиристры).

А вот биполярные транзисторы нельзя просто так параллелить, им нужны обязательно токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров. Иначе, из-за разбаланса в мощном составном ключе, у одного из биполярных транзисторов рано или поздно случится необратимый тепловой пробой. Полевым составным ключам названная проблема почти не грозит. Эти характерные тепловые особенности связаны со свойствами простого n- и p-канала и p-n перехода, которые кардинально отличаются.

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные

Сферы применения тех и других транзисторов

Различия между полевыми и биполярными транзисторами четко разделяют области их применений. Например в цифровых микросхемах, где необходим минимальный ток потребления в ждущем состоянии, полевые транзисторы применяются сегодня гораздо шире. В аналоговых же микросхемах полевые транзисторы помогают достичь высокой линейности усилительной характеристики в широком диапазоне питающих напряжений и выходных параметров.

Схемы типа reel-to-reel удобно реализуются сегодня с полевыми транзисторами, ведь легко достигается размах напряжений выходов как сигналов для входов, совпадая почти с уровнем напряжения питания схемы. Такие схемы можно просто соединять выход одной с входом другой, и не нужно никаких ограничителей напряжения или делителей на резисторах.

Что касается биполярных транзисторов, то их типичными сферами применения остаются: усилители, их каскады, модуляторы, детекторы, логические инверторы и микросхемы на транзисторной логике.

Полевые побеждают

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

В настоящее время полевые транзисторы находят все более широкое применение в различных радиоустройствах, где уже с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью.

Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где опять же с успехом заменяют биполярные транзисторы и даже электронные лампы.

В устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска двигателей, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) - приборы, сочетающие в себе как биполярные, так и полевые транзисторы, уже успешно вытесняют тиристоры.

Смотрите также: Виды транзисторов и их особенности

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как подобрать аналог транзистора
  • Классификация транзисторов
  • IGBT-транзисторы - основные компоненты современной силовой электроники
  • Виды транзисторов и их применение
  • Силовые MOSFET и IGBT транзисторы, отличия и особенности их применения
  • Почему в современных инверторах используют транзисторы, а не тиристоры
  • Почему горят транзисторы
  • Полевые транзисторы: принцип действия, схемы, режимы работы и моделирование
  • Драйвер полевого транзистора из дискретных компонентов
  • Почему электрики не всегда дружат с электроникой. Часть 2. Как изучить элек ...
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

    FAQ, Транзисторы для чайников, Принцип работы транзистора, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Gett |

    Не рассказали о преимуществах биполярных, не раскрыли их конкретные примеры использования. Автор видимо очень любит полевые транзисторы и готов пихать их всюду, если бы ему это разрешили.

      Комментарии:

    #2 написал: Богдан |

    Применение полевых транзисторов во многом аналогично применению биполярных транзисторов. Так, например, усилитель на полевом транзисторе с каналом n-типа в режиме обогащения имеет передаточную характеристику, во многих отношениях аналогичную той, которая свойственна усилителю на n—р—n-транзисторе в схеме с общим эмиттером в режиме большого сигнала. Оба усилителя могут работать в режиме отсечки, усиления и насыщения, а также выполнять одни и те же функции. В некоторых существенных отношениях, однако, полевые транзисторы не являются аналогами биполярных. Во-первых, цепь затвора полевого транзистора ведет себя подобно разомкнутой цепи: в МОП-транзисторе затвор и канал разделены слоем диэлектрика, а в полевых транзисторах с р—n-переходом затвор смещен в обратном направлении по отношению к каналу (в обычном режиме). В результате этого те и другие полевые транзисторы в обычном режиме работы не потребляют (или почти не потребляют) энергии от источника сигнала, поэтому схемы на полевых транзисторах оказываются чрезвычайно полезными там, где важно не нагружать цепи источников, имеющих высокое внутреннее сопротивление. Вторая важная особенность полевых транзисторов связана с тем, что их выходные характеристики вблизи начала координат оказываются почти симметричными. Это означает, что для малых напряжений канал полевого транзистора ведет себя подобно обычному линейному сопротивлению. Вследствие этого полевые транзисторы оказываются особенно полезными в качестве маломощных переключателей, управляемых напряжением сигнала.

      Комментарии:

    #3 написал: Михаил |

    Биполярный транзистор (BJT) и полевой транзистор (FET) являются разными типами полупроводниковых приборов, используемых для усиления и коммутации сигналов.

    Основное различие между BJT и FET заключается в том, как они управляют током. В BJT ток управляется вводом тока в базу (или управляющую область), а в FET ток управляется напряжением на затворе.

    Другие различия включают:

    • Конструкция: BJT имеет два pn-перехода, образующих pnp или npn структуру, в то время как FET имеет затвор, исток и сток, которые образуют канал, в котором происходит токовая передача.
    • Усиление: BJT имеет высокий коэффициент усиления, но его изменение с температурой и внешними факторами. FET имеет меньший коэффициент усиления, но он более стабилен.
    • Шум: FET имеет более низкий уровень шума, чем BJT.
    • Скорость коммутации: FET быстрее BJT в переключении, что делает их более подходящими для высокоскоростных приложений.
    • Выбор между BJT и FET зависит от конкретного приложения, требуемых характеристик и условий эксплуатации.

      Комментарии:

    #4 написал: Ротабор |

    Полевой транзистор отличается от биполярного тем, что в нем управление током в выходной цепи осуществляется за счет воздействия магнитного поля на специальный управляющий электрод (затвор). Магнитное поле создается напряжением на управляющем электроде относительно истока и стока. В биполярном транзисторе, наоборот, ток в выходной цепи создается движением носителей заряда (электронов или дырок) между коллектором и эмиттером под воздействием входного сигнала.

    Основные преимущества полевого транзистора по сравнению с биполярными включают:

    • Из-за отсутствия процесса рекомбинации и генерации носителей заряда, полевой транзистор может переключаться значительно быстрее, чем биполярный.
    • Поскольку в полевом транзисторе управление током осуществляется магнитным полем, требуется меньше энергии для переключения по сравнению с биполярным, где необходимо управлять током базы.
    • Полевые транзисторы могут работать при более высоких напряжениях, так как у них нет проблем с пробоем перехода, как у биполярных транзисторов.
    • Полевые транзисторы, как правило, меньше и легче, чем биполярные, из-за своей простой конструкции.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.