Porovnání MOSFETů s BJTranzistory - klady a zápory

Příspěvek komplexně pojednává o podobnostech a rozdílech mezi mosfety a BJT a také o jejich konkrétních výhodách a nevýhodách.

Úvod

Když mluvíme o elektronice, jedno jméno se stává extrémně příbuzným nebo spíše běžným s tímto předmětem, a to jsou tranzistory, přesněji BJT.

Elektronika je ve skutečnosti založena na těchto vynikajících a nepostradatelných členech, bez nichž by elektronika mohla prakticky přestat existovat. S pokrokem v technologii se však mosfety ukázaly jako noví bratranci BJT a v poslední době se dostali do centra pozornosti.

Pro mnoho nově příchozích mohou být mosfety matoucími parametry ve srovnání s tradičními BJT, jednoduše proto, že jejich konfigurace vyžaduje dodržení kritických kroků, jejichž nedodržení většinou vede k trvalému poškození těchto komponent.

Článek zde byl konkrétně představen s cílem vysvětlit jednoduchými slovy, co se týče mnoha podobností a rozdílů mezi těmito dvěma velmi důležitými aktivními částmi rodiny elektroniky, a také pokud jde o výhody a nevýhody příslušných členů.

Porovnání BJT nebo bipolárních tranzistorů s Mosfety

Všichni známe BJT a víme, že v zásadě mají tři vodiče, základnu, kolektor a vysílač.

Emitor je výstupní cesta proudu aplikovaného na základnu a kolektor tranzistoru.

Základna vyžaduje řádově 0,6 až 0,7 V napříč a emitor pro umožnění spínání relativně vyšších napětí a proudů přes jeho kolektor a emitor.

Přestože 0,6 V vypadá malý a je do značné míry pevný, je třeba aktuální proud měnit nebo spíše zvyšovat podle zátěže připojené ke kolektoru.

To znamená, že pokud předpokládáte, že připojíte LED s odporem 1K na kolektor tranzistoru, pravděpodobně byste potřebovali jen 1 nebo 2 miiliampér na základně, aby LED svítila.

Pokud však připojíte místo LED diodu relé, pro její provoz byste potřebovali více než 30 miliampérů na základně stejného tranzistoru.

Výše uvedená tvrzení jasně dokazují, že tranzistor je součást poháněná proudem.

Na rozdíl od výše uvedené situace se mosfet chová úplně opačně.

Při srovnání základny s bránou mosfetu, vysílače se zdrojem a kolektoru s odtokem by mosfet vyžadoval alespoň 5 V přes její bránu a zdroj, aby bylo možné plně přepnout zátěž na jeho odtokové svorce.

5 voltů může vypadat masivně ve srovnání s potřebami tranzistoru 0,6 V, nicméně jedna skvělá věc na mosfetech je, že tento 5V pracuje se zanedbatelným proudem, bez ohledu na připojený proud zátěže, což znamená, že nezáleží na tom, zda jste připojili LED, relé, krokový motor nebo invertorový transformátor, faktor proudu na bráně mosfetu se stává nepodstatným a může být tak malý jako několik mikroampér.

To znamená, že napětí může vyžadovat určité zvýšení, může být až 12 V pro mosfety u jejich bran, pokud je připojená zátěž příliš vysoká, řádově 30 až 50 ampérů.

Výše uvedená tvrzení ukazují, že mosfet je součást napájená napětím.

Vzhledem k tomu, že napětí v žádném obvodu nikdy není problémem, je provozování mosfetů mnohem jednodušší a efektivnější, zejména pokud jde o větší zátěž.

Klady a zápory bipolárních tranzistorů:

1. Tranzistory jsou levnější a při manipulaci nevyžadují zvláštní pozornost.
2. Tranzistory lze provozovat i při nízkém napětí 1,5 V.
3. Pokud se s parametry neprovede něco drastického, máte malou šanci na poškození.
4. Vyžadovat vyšší proudy pro spuštění, pokud je připojená zátěž větší, což je nezbytně nutné pro střední fázi ovladače, což dělá věci mnohem složitějšími.
5. Výše uvedená nevýhoda jej činí nevhodným pro přímé propojení s výstupy CMOS nebo TTL, v případě, že je zatížení kolektoru relativně vyšší.
6. Mít záporný teplotní koeficient, a proto vyžaduje zvláštní péči při paralelním připojení více čísel.

Klady a zápory MOSFET:

1. Vyžaduje zanedbatelný proud pro spuštění, bez ohledu na velikost zatěžovacího proudu, proto je kompatibilní se všemi typy vstupních zdrojů. Zvláště pokud jsou zapojeny integrované obvody CMOS, mosfety si s takovými vstupy s nízkým proudem snadno „potřesou ruce“.
2. Tato zařízení mají kladný teplotní koeficient, což znamená, že lze paralelně přidat více mosfetů bez obav z teplotního úniku.
3. Mosfety jsou poměrně nákladné a je třeba s nimi zacházet opatrně, zejména při pájení. Jelikož jsou citlivé na statickou elektřinu, jsou nezbytná bezpečnostní opatření specifikovaná adeqaye.
4. Mosfety obecně vyžadují pro spuštění alespoň 3 V, takže je nelze použít pro napětí nižší než tato hodnota.
5. Jedná se o relativně citlivé součásti, malá nedbalost s preventivními opatřeními může vést k okamžitému poškození součásti.