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電路設計三極管和MOS管做開關用時有什麽區別 ?

2019-01-16

在做電路設計中三極管和MOS管做開關用時候有什麽區別工作性質 :


1 、三極管用電流控製 ,MOS管屬於電壓控製 。


2 、成本問題 :三極管便宜 ,MOS管貴 。


3 、功耗問題 :三極管損耗大 。


4 、驅動能力 :MOS管常用來電源開關 ,以及大電流地方開關電路 。


實際上就是三極管比較便宜 ,用起來方便 ,常用在數字電路開關控製 。


MOS管用於高頻高速電路 ,大電流場合 ,以及對基極或漏極控製電流比較敏感的地方 。


一般來說低成本場合 ,普通應用的先考慮用三極管 ,不行的話考慮MOS管 。


實際上說電流控製慢 ,電壓控製快這種理解是不對的 。要真正理解得了解雙極晶體管和MOS晶體管的工作方式才能明白 。三極管是靠載流子的運動來工作的 ,以npn管射極跟隨器為例 ,當基極加不加電壓時 ,基區和發射區組成的pn結為阻止多子(基區為空穴 ,發射區為電子)的擴散運動 ,在此pn結處會感應出由發射區指向基區的靜電場(即內建電場) ,當基極外加正電壓的指向為基區指向發射區 ,當基極外加電壓產生的電場大於內建電場時 ,基區的載流子(電子)才有可能從基區流向發射區 ,此電壓的最小值即pn結的正向導通電壓(工程上一般認為0.7v) 。


但此時每個pn結的兩側都會有電荷存在 ,此時如果集電極-發射極加正電壓 ,在電場作用下 ,發射區的電子往基區運動(實際上都是電子的反方向運動) ,由於基區寬度很小 ,電子很容易越過基區到達集電區 ,並與此處的PN的空穴複合(靠近集電極) ,為維持平衡 ,在正電場的作用下集電區的電子加速外集電極運動 ,而空穴則為pn結處運動 ,此過程類似一個雪崩過程 。


集電極的電子通過電源回到發射極 ,這就是晶體管的工作原理 。三極管工作時 ,兩個pn結都會感應出電荷 ,當做開關管處於導通狀態時 ,三極管處於飽和狀態 ,如果這時三極管截至 ,pn結感應的電荷要恢複到平衡狀態 ,這個過程需要時間 。而MOS三極管工作方式不同 ,沒有這個恢複時間 ,因此可以用作高速開關管 。


(1)場效應管是電壓控製元件 ,而晶體管是電流控製元件 。在隻允許從信號源取較少電流的情況下 ,應選用場效應管 ;而在信號電壓較低 ,又允許從信號源取較多電流的條件下 ,應選用晶體管 。


(2)場效應管是利用多數載流子導電 ,所以稱之為單極型器件 ,而晶體管是即有多數載流子 ,也利用少數載流子導電 。被稱之為雙極型器件 。


(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用 ,柵壓也可正可負 ,靈活性比晶體管好 。


(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作 ,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上 ,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用 。


(5)場效應晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優點 ,因而也被廣泛應用於各種電子設備中 。尤其用場效管做整個電子設備的輸入級 ,可以獲得一般晶體管很難達到的性能 。


(6)場效應管分成結型和絕緣柵型兩大類 ,其控製原理都是一樣的 。


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