A MOSFET-ek összehasonlítása a BJTransistorokkal - előnyök és hátrányok

A bejegyzés átfogóan tárgyalja a mosfets és a BJT közötti hasonlóságokat és különbségeket, valamint azok sajátos előnyeit és hátrányait.

Bevezetés

Amikor elektronikáról beszélünk, egy név rendkívül rokon, vagy inkább általános lesz ezzel a témával, vagyis a tranzisztorokkal, pontosabban a BJT-vel.

Az elektronika valójában ezen a kiemelkedő és nélkülözhetetlen tagon alapul, amely nélkül az elektronika gyakorlatilag megszűnhet. A technika fejlődésével azonban a moszfák a BJT-k új unokatestvéreiként jelentek meg, és későn kerültek a középpontba.

A sok újonc számára a mosfets zavaró paramétereket jelenthet a hagyományos BJT-khez képest, egyszerűen azért, mert konfigurálásukhoz kritikus lépéseket kell követni, amelyek be nem tartása többnyire tartós károsodáshoz vezet ezekben az összetevőkben.

Az itt található cikk kifejezetten azzal a céllal került bemutatásra, hogy egyszerű szavakkal magyarázza az elektronikai család e két nagyon fontos aktív része közötti sok hasonlóságot és különbséget, valamint az egyes tagok előnyeit és hátrányait.

A BJT-k vagy a bipoláris tranzisztorok és a Mosfets összehasonlítása

Mindannyian ismerjük a BJT-ket és tudjuk, hogy ezeknek alapvetően három vezetékük van, az alap, a gyűjtő és az emitter.

Az emitter a tranzisztor bázisára és kollektorára alkalmazott áram kimeneti útja.

Az alap 0,6-0,7 V nagyságrendű, és az emitter szükséges ahhoz, hogy viszonylag magasabb feszültségeket és áramokat kapcsolhasson át a kollektorán és az emitterén.

Noha a 0,6 V kicsinek tűnik, és nagyjából rögzített, a társított áramot a kollektorhoz csatlakoztatott terhelésnek megfelelően kell változtatni vagy inkább növelni.

Ez azt jelenti, hogy tegyük fel, hogy egy LED-et 1K ellenállással csatlakoztat a tranzisztor kollektorához, valószínűleg csak 1 vagy 2 milliamperre van szüksége az alján ahhoz, hogy a LED világítson.

Ha azonban egy relét csatlakoztat a LED-hez, akkor több mint 30 milliamperre van szüksége ugyanazon tranzisztor tövében annak működtetéséhez.

A fenti állítások egyértelműen bizonyítják, hogy a tranzisztor áramvezérelt komponens.

A fenti helyzettől eltérően a mosfet teljesen ellenkezőleg viselkedik.

Összehasonlítva az alapot a mosfet kapujával, az emittert a forrással és a kollektort a lefolyóval, a mosfet-nek legalább 5 V feszültségre van szüksége a kapun és a forráson keresztül ahhoz, hogy lehetővé tegye a terhelés teljes átkapcsolását a leeresztő terminálján.

Az 5 voltos erőteljesnek tűnhet a tranzisztor 0,6 V-os igényeihez képest, azonban a mosfeteknél az egyik nagyszerű dolog, hogy ez az 5 V elhanyagolható árammal működik, függetlenül a csatlakoztatott terhelési áramerősségtől, vagyis nem mindegy, hogy csatlakoztatott-e egy LED-et, egy relé, léptetőmotor vagy invertertranszformátor esetén a mosfet kapujában az áramfaktor lényegtelenné válik, és olyan kicsi lehet, mint néhány mikroamp.

Ez azt jelenti, hogy a feszültség némi megemelkedést igényelhet, akár 12 V is lehet a kapujukban lévő mosfeteknél, ha a csatlakoztatott terhelés túl nagy, 30-50 amperes nagyságrendben.

A fenti állítások azt mutatják, hogy a mosfet egy feszültség által vezérelt alkatrész.

Mivel a feszültség soha nem jelent problémát egyetlen áramkörben sem, a mosfetek működtetése sokkal egyszerűbbé és hatékonyabbá válik, különösen nagyobb terhelések esetén.

Bipoláris tranzisztor előnyei és hátrányai:

1. A tranzisztorok olcsóbbak, és nem igényelnek különösebb figyelmet a kezelés során.
2. A tranzisztorok akár 1,5 V feszültség mellett is működtethetők.
3. Kevés esélye van a sérülésre, hacsak nem történik valami drasztikus a paraméterekkel.
4. Nagyobb áramokat igényel az indításhoz, ha a csatlakoztatott terhelés nagyobb, ami elengedhetetlen egy közbenső meghajtó szakaszhoz, ami a dolgokat sokkal összetettebbé teszi.
5. A fenti hátrány miatt alkalmatlan a CMOS vagy TTL kimenetek közvetlen összekapcsolására, amennyiben a kollektorterhelés viszonylag nagyobb.
6. Negatív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik, ezért különös gondosságot igényel, miközben több számot kapcsol párhuzamosan.

MOSFET előnyei és hátrányai:

1. A kiváltáshoz elhanyagolható áramot igényel, függetlenül a terhelési áram nagyságától, ezért minden típusú bemeneti forráshoz kompatibilis lesz. Különösen a CMOS IC-k esetében, a mosfets könnyen „kezet fog” az ilyen alacsony áramú bemenetekkel.
2. Ezek az eszközök pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, vagyis több mosfetet lehet hozzáadni párhuzamosan, anélkül, hogy tartanánk a termikus elszabadulástól.
3. A mosfetek viszonylag drágábbak, és körültekintően kell kezelni őket, különösen forrasztás közben. Mivel ezek érzékenyek a statikus elektromosságra, szükségessé válnak a meghatározott óvintézkedések.
4. A moszfetek általában legalább 3 V-ot igényelnek az indításhoz, ezért nem használhatók ennél az értéknél alacsonyabb feszültség esetén.
5. Ezek viszonylag érzékeny alkatrészek, az óvintézkedésekkel való kis gondatlanság az alkatrész azonnali károsodásához vezethet.