Преимущества и недостатки транзисторов.
Полевые транзисторы mosfet фактически заменили биполярные транзисторы во многих приложениях. Они наиболее широко используются в интегральных схемах в качестве ключей (электронных переключателей).
Основные преимущества полевых транзисторов
Из-за очень высокого входного сопротивления схема на полевых транзисторах потребляет очень небольшой входной ток и, следовательно, потребляет очень мало энергии.
Коэффициент усиления по току полевых транзисторов намного выше коэффициента усиления по току биполярных транзисторов.
Поскольку ток через затвор транзистора не протекает, цепь управления на стороне затвора изолирована от выходных цепей на стороне стока и истока, поэтому помехозащищенность и надежность работы намного выше.
Полевые транзисторы имеют на порядок более высокую скорость перехода между токопроводящим и непроводящим состояниями. Поэтому они могут работать на более высоких частотах, чем биполярные.
Основные недостатки полевых транзисторов
Когда устройство включено, полевой транзистор имеет большое падение напряжения из-за высокого сопротивления между стоком и истоком.
Структура полевого транзистора начинает разрушаться при температуре (150°С) ниже, чем у биполярного транзистора (200°С).
Несмотря на то, что полевые транзисторы потребляют гораздо меньше энергии, чем биполярные транзисторы, ситуация резко меняется при работе на высоких частотах. На частотах выше примерно 1,5 ГГц энергопотребление MOSFET начинает экспоненциально возрастать. В результате скорости процессоров уже не так стремительно растут, и производители перешли на «многоядерную» стратегию.
При изготовлении мощных МОП-транзисторов в их структурах появляются «паразитные» биполярные транзисторы. Чтобы нейтрализовать этот эффект, плата замыкается на источник. Это то же самое, что закоротить базу и эмиттер паразитного транзистора. В результате напряжение между базой и эмиттером биполярного транзистора никогда не достигает напряжения, необходимого для открытия транзистора (для того, чтобы PN-переход внутри устройства начал проводить ток, требуется около 0,6 В)
Биполярный транзистор (принцип работы, конструкция, схема включения, вольт-амперная характеристика).
Биполярные транзисторы представляют собой полупроводниковые устройства с 3 электродами, которые относятся к типу транзисторов. Электроды соединены с тремя последовательными слоями полупроводника с чередующимися типами примесной проводимости. Этим попеременным методом различают транзисторы npn и pnp (n (отрицательная) — примесная проводимость электронного типа, p (положительная) — дырочная). В биполярных транзисторах, в отличие от других типов, основными носителями являются как электроны, так и дырки (от слова «би» до «два»). Принципиальная схема транзистора показана на втором рисунке.
Электроды, подключенные к центральному слою, называются базой, а электроды, подключенные к внешнему слою, называются коллекторами и эмиттерами. В простейшей схеме вы не видите разницы между коллектором и эмиттером. На практике основным отличием коллекторов является большая площадь p-n перехода. Кроме того, для работы транзистора требуется более тонкая база.
Биполярные точечные транзисторы были изобретены в 1947 году и в течение следующих нескольких лет зарекомендовали себя как основной элемент в производстве интегральных схем с использованием транзисторов-транзисторов, резистивных транзисторов и диодно-транзисторной логики.
