Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Достоинства и недостатки биполярных и МДП-транзисторов




СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БИПОЛЯРНЫХ И МДП ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Биполярные и МДП-транзисторы выполня­ют одинаковые функции: работают в электрических схемах или в качестве линейного усилителя или в качестве электронного ключа. Рассмотрим краткое обобщающее сравнение этих двух типов транзисторов, их основные физические свойства, а затем особенности эксплуатации этих транзисторов, пре­жде всего мощных, обусловленные этими свойст­вами.

Достоинства и недостатки биполярных и полевых транзисторов вытекают из физических явлений, лежащих в основе их работы. Так, работа биполярных транзисторов основано на явлении инжекции неос­новных носителей заряда в базу через прямосмещенный эмиттерный переход: при изменении входного управляющего тока изме­няется поток инжектирован­ных носителей заряда, что приводит к изменению вы­ходного тока. Таким образом, биполярный транзистор управляется током, его входное сопротивле­ние мало, а выходной ток обеспечи­вается носителями обоих знаков (дырками и электро­нами).

Работа полевых транзисторов основано на явлении эффекта поля. Под действием изменения приложенного к затвору напряжения изменяется проводимость канала, что приводит к из­менению выходного тока. Таким образом, полевой транзистор управляется напряжением, его входное сопротивление велико, так как входная цепь от выход­ной изолирована диэлектри­ком. Выходной ток полевых транзисторов обеспечи­вается основными носителя­ми одного знака (или дыр­ками или электронами в зависимости от типа проводимости канала).

Проведенный сравнительный анализ физических основ работы биполярных и полевых транзисторов показывает, что в дискретных электронных устройствах полевые транзисторы, особенно МДП-транзисторы, в ряде применений предпочтительнее биполярных. Это связано следующими достоинствами полевых транзисторов:

- управляющая цепь полевых транзисторов потребляет ничтожную энергию, так как входное сопротивление этих приборов ве­лико (до 1010 - 1017 Ом);

- усиление по мощности и по току в полевых транзисторах обычно много больше, чем в биполярных;

- вследствие того, что входная управляющая цепь практически изолирова­на от выходной цепи, значительно повышается надежность работы и помехоустойчивость схем на МДП-транзисторах;

- полевые транзисторы имеют низкий уровень собственных шумов, что связано с отсутствием инжекции неосновных носителей;

- полевые транзисторы обладают высокой температурной стабильностью, так как рост температуры, во-первых, приводит к увеличению сопротивления канала за счет уменьшения подвижностей носителей тока, а во-вторых, расширяется ширина канала, что уменьшает сопротивление канала. Эти два фактора оставляют выходной ток практически неизменным. В биполярных же транзисторах с увеличением температуры транзистора возрастает число неосновных носителей, что приводит к заметному увели­чению тока;



- полевые транзисторы, вообще говоря, обладают более высоким соб­ственным быстродействием, так как в них нет инерционных процессов накопления и рассасывания неосновных носителей заряда.

За счет указанных достоинств полевые транзисторы, особенно МДП-транзисторы, все больше вытес­няют биполярные транзисторы там, где требуется высокое быстродействие и повышенная надежность работы.

Однако МДП-транзисторы имеют и недостатки. Во-первых, вследствие относительно высокого сопротивления ка­нала в открытом состоянии падение напряжения на откры­том МДП-транзисторе заметно больше, чем падение напряжения на насыщенном биполярном транзисторе. Этот недостаток усугубляется еще и тем, что температурная зави­симость сопротивления канала сильнее, чем зависимость от температуры напряжения насыщения биполярного транзистора (сопротивление канала открытого МДП-транзистора в диапазоне температур 25—150°С увеличивается в 2 раза, а напряжение насыщения биполярного транзистора — примерно в 1,5 раза). Во-вторых, МДП-транзисторы имеют меньшее значение предельной температуры равное 150 °С, а для кремниевых биполярных транзисторов предельная рабочая температура может достигать 200 °С. Этот факт ограничивает применение МДП-транзисторов в режимах эксплуатации с повышенной температурой окружающей среды, в частности, в автомобильных двигателях, металлургии и т. д.

 





Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 1484; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.162.19.123
Генерация страницы за: 0.086 сек.