Transitor hiệu ứng lưỡng cực và trường - sự khác biệt là gì

Hiện tại hoặc lĩnh vực

Hầu hết mọi người, bằng cách này hay cách khác phải đối mặt với thiết bị điện tử, nên biết đến thiết bị cơ bản của bóng bán dẫn hiệu ứng trường và lưỡng cực. Ít nhất là từ cái tên hiệu ứng trường bóng bán dẫn, có thể rõ ràng là nó được điều khiển bởi trường, trường điện của màn trập, trong khi bóng bán dẫn lưỡng cực được điều khiển bởi dòng cơ sở.

Hiện tại và lĩnh vực - sự khác biệt là hồng y. Đối với các bóng bán dẫn lưỡng cực, dòng thu được điều khiển bằng cách thay đổi dòng điều khiển của cơ sở, trong khi để điều khiển dòng thoát của bóng bán dẫn hiệu ứng trường, nó đủ để thay đổi điện áp đặt giữa cổng và nguồn, và không cần dòng điều khiển nữa.

FET nhanh hơn

Mà bóng bán dẫn lĩnh vực tốt hơn hay lưỡng cực? Ưu điểm của bóng bán dẫn hiệu ứng trường, so với bóng bán dẫn lưỡng cực, là rõ ràng: bóng bán dẫn hiệu ứng trường có điện trở đầu vào cao trong dòng điện trực tiếp, và thậm chí điều khiển ở tần số cao không dẫn đến chi phí năng lượng đáng kể.

Sự tích lũy và tái hấp thu của các hạt mang điện thiểu số không có trong các bóng bán dẫn hiệu ứng trường, đó là lý do tại sao tốc độ của chúng rất cao (theo ghi nhận của các nhà phát triển thiết bị điện). Và do việc chuyển các sóng mang điện tích chính chịu trách nhiệm khuếch đại trong các bóng bán dẫn hiệu ứng trường, nên giới hạn trên của khuếch đại hiệu quả đối với các bóng bán dẫn hiệu ứng trường cao hơn so với các bóng bán dẫn lưỡng cực.

Ở đây, chúng tôi cũng lưu ý sự ổn định nhiệt độ cao, mức độ nhiễu thấp (do thiếu chất mang điện tích thiểu số, như xảy ra ở các chất mang lưỡng cực) và kinh tế về tiêu thụ năng lượng.

Phản ứng khác nhau với nhiệt

Nếu bóng bán dẫn lưỡng cực nóng lên trong quá trình hoạt động của thiết bị, thì dòng thu-cực phát tăng, nghĩa là, hệ số nhiệt độ điện trở của các bóng bán dẫn lưỡng cực là âm.

Trong lĩnh vực này, điều ngược lại là đúng - hệ số nhiệt độ của nguồn thoát là dương, nghĩa là với nhiệt độ tăng, điện trở kênh cũng tăng, nghĩa là dòng điện nguồn thoát giảm. Tình huống này mang lại cho bóng bán dẫn hiệu ứng trường một lợi thế hơn so với bóng bán dẫn lưỡng cực: bóng bán dẫn hiệu ứng trường có thể được kết nối song song và các điện trở cân bằng trong mạch thoát nước của chúng sẽ không được yêu cầu, vì theo sự tăng tải, điện trở kênh cũng sẽ tự động tăng.

Vì vậy, để đạt được dòng chuyển mạch cao, bạn có thể dễ dàng quay số một phím tổng hợp từ một số bóng bán dẫn hiệu ứng trường song song, được sử dụng rất nhiều trong thực tế, ví dụ như trong bộ biến tần (xem - Tại sao biến tần hiện đại sử dụng bóng bán dẫn chứ không phải thyristor).

Nhưng các bóng bán dẫn lưỡng cực có thể chỉ cần song song, chúng cần các điện trở cân bằng dòng điện nhất thiết trong các mạch của các bộ phát. Mặt khác, do sự mất cân bằng trong một khóa tổng hợp mạnh mẽ, một trong những bóng bán dẫn lưỡng cực sớm muộn sẽ có sự cố nhiệt không thể đảo ngược. Vấn đề ghép được đặt tên gần như không bị đe dọa bởi các khóa tổng hợp trường. Các tính năng nhiệt đặc trưng này được liên kết với các thuộc tính của kênh n và p đơn giản và ngã ba p-nvề cơ bản là khác nhau.

Phạm vi của những người và các bóng bán dẫn khác

Sự khác biệt giữa các bóng bán dẫn hiệu ứng trường và lưỡng cực rõ ràng tách biệt lĩnh vực ứng dụng của chúng. Ví dụ, trong các mạch kỹ thuật số, trong đó yêu cầu tiêu thụ dòng tối thiểu ở trạng thái chờ, các bóng bán dẫn hiệu ứng trường được sử dụng rộng rãi hơn nhiều hiện nay. Trong các vi mạch tương tự, các bóng bán dẫn hiệu ứng trường giúp đạt được độ tuyến tính cao của các đặc tính khuếch đại trong một loạt các điện áp cung cấp và các tham số đầu ra.

Các mạch reel-to-reel được triển khai thuận tiện ngày nay với các bóng bán dẫn hiệu ứng trường, bởi vì phạm vi của điện áp đầu ra như tín hiệu cho đầu vào dễ dàng đạt được, gần như trùng với mức của điện áp cung cấp. Các mạch như vậy có thể chỉ đơn giản là kết nối đầu ra của cái này với đầu vào của cái kia, và không cần bộ giới hạn điện áp hoặc bộ chia trên các điện trở.

Đối với các bóng bán dẫn lưỡng cực, các ứng dụng điển hình của chúng vẫn còn: bộ khuếch đại, giai đoạn, bộ điều biến, bộ dò, bộ biến đổi logic và mạch logic bóng bán dẫn.

Chiến thắng sân

Ví dụ nổi bật của các thiết bị dựa trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường là đồng hồ điện tử và điều khiển từ xa cho tv. Do sử dụng cấu trúc CMOS, các thiết bị này có thể hoạt động tới vài năm từ một nguồn năng lượng thu nhỏ - pin hoặc ắc quy, vì thực tế chúng không tiêu thụ năng lượng.

Hiện nay, các bóng bán dẫn hiệu ứng trường đang ngày càng được sử dụng trong các thiết bị vô tuyến khác nhau, nơi chúng đã thay thế thành công các bóng lưỡng cực. Việc sử dụng chúng trong các thiết bị phát sóng vô tuyến cho phép tăng tần số tín hiệu sóng mang, cung cấp cho các thiết bị đó khả năng chống nhiễu cao.

Sở hữu điện trở thấp ở trạng thái mở, chúng được sử dụng trong các giai đoạn đầu của bộ khuếch đại tần số âm thanh công suất cao (Hi-Fi), trong đó, một lần nữa, các bóng bán dẫn lưỡng cực và thậm chí các ống điện tử được thay thế thành công.

Trong các thiết bị năng lượng cao, chẳng hạn như khởi động mềm, Các bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT) - các thiết bị kết hợp cả bóng bán dẫn hiệu ứng lưỡng cực và trường đã được dịch chuyển thành công thyristor.

Xem thêm: Các loại bóng bán dẫn và tính năng của chúng