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三极管开关电路与场效应管电路的区别?

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文章出处:骊微电子责任编辑:admin人气:-发表时间:2015-11-18 14:50
    相信很多工程师在进行电路设计时,都曾经遇到过一个选择难题:三极管开关电路和场效应管开关电路,选哪个更好一些呢?其实无论是三极管开关电路,还是MOS开关电路,它们都有自己的优势,也有一些自己的弊端。在今天的文章中,我们将会对这两种开关电路的优缺点和不同之处,展开简要分析。
 
    就目前的三极管开关电路和场效应管电路的应用情况来看,它们两者主要有以下四种区别:首先是三极管是用电流控制,MOS管属于电压控制。然后就是成本问题,三极管便宜,MOS管则要贵一些了。第三个差异来自于是功耗方面,与MOS管相比,三极管损耗要更大一些。最后一个区别是二者驱动能力不同,因为MOS管常用来电源开关,以及大电流地方开关电路。实际上就是三极管比较便宜,用起来比较方便,常用在数字电路开关控制。而就场效应管的应用情况来看,它一般会用于高频高速电路、大电流场合,以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。所以在平时的设计过程中,一般来说低成本场合,普通应用的先考虑用三极管,不行的话再考虑MOS管。实际上说电流控制慢,电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解三极管和MOS晶体管的工作方式才能明白。
 
    首先来看三极管的工作原理和工作状态。我们平时用到的三极管,无论哪种类型,归根结底都是靠载流子的运动来工作的,以npn管射极跟随器为例,当基极加不加电压时,基区和发射区组成的pn结为阻止多子(基区为空穴,发射区为电子)的扩散运动,在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场,即内建电场,当基极外加正电压的指向为基区指向发射区,当基极外加电压产生的电场大于 内建电场时,基区的载流子才有可能从基区流向发射区,此电压的最小值即pn结的正向导通电压(工程上一般认为0.7v)。但此时每个pn结的两侧 都会有电荷存在,此时如果集电极-发射极加正电压,在电场作用下,发射区的电子往基区运动,由于基区宽度很小,电子很容易 越过基区到达集电区,并与此处的PN的空穴复合。为维持平衡,在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动,而空穴则为pn结处运动,该过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极,这就是三极管的日常工作原理。
 
    接下来我们再来看一下场效应管的工作原理。场效应管,更多情况下会被工程师们称作MOS管,在平时应用中它是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
 
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