"Bilim" FET VS Triode
Bu makale donanımdan yeniden üretilmiştir Yüz bin Neden sana teşekkür edeyim.
Alan etkisi tüpü, triyot temelinde geliştirilmiştir. Triyot, çıkışı akım yoluyla kontrol eder ve giriş güç tüketir. Alan etkili tüp, çıkışı giriş voltajı üzerinden kontrol eder ve güç tüketmez. FET ile triyot arasındaki fark voltaj ve akım kontrolüdür, ancak bunların hepsi görelidir. Gerilim kontrolü de akıma ihtiyaç duyar ve akım kontrolü de gerilime ihtiyaç duyar, ancak nispeten küçüktür. Performansı söz konusu olduğunda, alan etkili tüp, devre tasarımı makul olduğu sürece, frekans veya ısı yayma gereksinimlerinden bağımsız olarak, sıradan triyottan önemli ölçüde daha iyidir, alan etkili tüpün kullanımı, genel performansı önemli ölçüde artıracaktır.
1. Triyot iki kutuplu bir tüptür, yani tüp çalışırken, tüpün iç kısmına iki tür taşıyıcı katılır: delikler ve serbest elektronlar. Alan etkili tüp, tek kutuplu bir tüptür, yani tüp çalıştığında, iletime sadece delikler veya serbest elektronlar katılır ve yalnızca bir tür taşıyıcı vardır;
2. Transistör bir akım kontrol cihazıdır, giriş akımı olduğunda çıkış akımı olacaktır, FET bir voltaj kontrol cihazıdır, giriş akımı olmadan çıkış akımı olacaktır;
3. Transistörün giriş empedansı küçüktür ve alan etkili tüpün giriş empedansı büyüktür;
4. Bazı FET'lerin kaynağı ve tahliyesi değiştirilebilir ve triyotun toplayıcı ve vericisi birbiriyle değiştirilemez;
5. Alan etkisi tüpünün frekans özellikleri triyot kadar iyi değildir;
6. Alan etkili tüpün gürültü rakamı küçüktür ve düşük gürültülü amplifikatörün ön aşaması için uygundur;
7. Sinyal kaynağı akımının küçük olmasını istiyorsanız, alan etkili bir transistör seçmelisiniz, aksi takdirde bir triyot seçmek daha uygundur.
Alan etkili transistör, Alan Etkili Transistörün (FET) kısaltmasıdır. Yüksek giriş direnci, düşük gürültü, düşük güç tüketimi, ikincil arıza fenomeni yok, geniş güvenli çalışma alanı, düşük sıcaklık ve radyasyon etkisi gibi avantajlara sahip, özellikle yüksek hassasiyet ve düşük gürültü için uygun olan voltaj kontrollü yarı iletken bir cihaza aittir. Devre artık sıradan transistörlerin güçlü bir rakibi haline geldi. Sıradan transistör (transistör) bir tür akım kontrol elemanıdır.Çalışma sırasında, çoğunluk ve azınlık taşıyıcılar operasyonda yer alır, bu nedenle bipolar transistör olarak adlandırılır; alan etkili transistör (FET) ise bir voltaj kontrol cihazıdır. (Boşaltma akımı, geçit kaynağı voltajı değiştirilerek değiştirilebilir.) Çalışma sırasında, iletime yalnızca bir tür taşıyıcı katılır, bu nedenle tek kutuplu bir transistördür. Alan etkisi tüpü ve triyot sinyal kontrolünü ve amplifikasyonunu gerçekleştirebilir, ancak yapıları ve çalışma prensipleri tamamen farklı olduğu için ikisi arasındaki fark çok büyüktür. Bazı özel uygulamalarda, alan etkili tüp, triyot ile değiştirilemeyen triyottan daha iyidir.Triot ve alan etkisi tüpü arasındaki fark aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
Alan etkili tüp, bir voltaj kontrol elemanıdır. Transistör, bir akım kontrol elemanıdır. Yalnızca sinyal kaynağından daha az akıma izin verildiğinde, bir FET kullanılmalıdır. Bununla birlikte, sinyal kaynağı voltajının düşük olması ve sinyal kaynağından daha fazla akıma izin verilmesi koşuluyla bir triyot kullanılır. Alan etkisi tüpü elektriği birden fazla oğul tarafından iletir ve tüpte yalnızca bir tür kutupsal taşıyıcı hareket eder; triyot hem birden fazla erkek çocuğu hem de azınlık oğlu kullanır. Çoklu taşıyıcı konsantrasyonu dış etkenlerden kolayca etkilenmediğinden, ortamın kuvvetli değiştiği durumlarda alan etkili tüp kullanmak daha uygundur. Alan etkili tüpün giriş direnci yüksektir, bu da yüksek giriş direncinin olduğu durumlar için uygundur. Alan etkili tüpün gürültü rakamı küçüktür ve düşük gürültü amplifikatörünün ön aşaması için uygundur.
FET ve bipolar transistörün karşılaştırılması
1. Sıradan transistörler iletime dahil olurlar ve hem çoğunluk taşıyıcıları hem de azınlık taşıyıcıları vardır, bu nedenle bunlara iki kutuplu transistörler denir; alan etkili transistörlerde, iletime yalnızca birden fazla elektron katılır, bu nedenle tek kutuplu transistörler olarak da adlandırılırlar. Azınlık taşıyıcı konsantrasyonu, sıcaklık ve radyasyon gibi faktörlerden büyük ölçüde etkilendiğinden, FET, triyota göre daha iyi sıcaklık kararlılığına, güçlü anti-radyasyon yeteneğine ve düşük gürültü katsayısına sahiptir. Saha etkisi tüpü, ortam koşulları (sıcaklık, vb.) Büyük ölçüde değiştiğinde seçilmelidir.
2. Triyot, temel akımı kontrol ederek çıkış akımını kontrol etme amacına ulaşan bir akım kontrol cihazıdır. Bu nedenle, baz her zaman belirli bir akıma sahiptir, bu nedenle transistörün giriş direnci düşüktür; alan etkili tüp bir voltaj kontrol cihazıdır ve çıkış akımı, kapı ile kaynak arasındaki voltaj tarafından belirlenir ve geçit temelde akım almaz. Giriş direnci 109 1014'ye kadar çok yüksektir. Yüksek giriş direnci, FET'lerin olağanüstü avantajıdır.
3. Alan etkili transistörün drenajı ve kaynağı değiştirilebilir (bazıları) ve tükenme tipi yalıtımlı geçit tüpünün geçit voltajı, bir triyottan daha esnek olan pozitif veya negatif olabilir. Bununla birlikte, ayrı alan etkili tüpte substrat ve kaynağın bazen tüpte kısa devre olduğu ve kaynak ve drenajın birbirinin yerine kullanılamayacağı belirtilmelidir.
4. Hem FET'ler hem de triyotlar amplifikasyon için veya kontrol edilebilir anahtarlar olarak kullanılabilir. Ancak FET, voltaj kontrollü bir direnç olarak da kullanılabilir.Mikro akım ve düşük voltaj koşulları altında çalışabilir.Düşük güç tüketimi, iyi termal kararlılık, çözülmesi kolay ısı dağılımı sorunları, geniş çalışma güç kaynağı voltaj aralığı ve basit üretim süreci gibi avantajlara sahiptir. , Üretimi entegre etmek kolaydır, bu nedenle mevcut büyük ölçekli, çok büyük ölçekli entegre devrelerde, MOS tüpleri baskın bir konuma sahiptir.
5. MOS tüpü, genellikle 5-10 pF gibi çok düşük bir aşamalar arası geri besleme kapasitansına sahipken, triyodun kolektör bağlantı kapasitansı genellikle yaklaşık 20 pF'dir.
6. FET'lerden oluşan yükseltici devrenin voltaj yükseltme faktörü, triyotlardan oluşan yükseltme devresinden daha küçüktür.
7. MOS görünümünün kapısı ve kaynağı arasındaki yalıtım tabakası çok ince olduğundan, elektrotlar arasındaki kapasitans çok küçüktür ve kapı ile kaynak arasındaki direnç çok büyüktür, kapağa yakın yüklü bir nesne olduğunda, kapıya küçük bir miktar yük indüklenir ve kapı çok yüksektir. Gerilimi bırakmak zordur, böylece kapı ile kaynak arasındaki yalıtım tabakası kırılarak kalıcı hasara neden olur. Bu nedenle, tüp depolandığında, kapının yüzmesini önlemek için geçit ve kaynak kısa devre edilmelidir. Özellikle MOS tüpleri kaynak yapılırken, elektrikli demir kabuk iyi bir şekilde topraklanmalıdır.
8. BJT, büyük akımın değişimini kontrol etmek için küçük akım değişikliğini kullanır; JFET, iletken kanalın genişliğini değiştirmek için tükenme katmanının kalınlığını kontrol etmek için PN bağlantısının ters voltajını kullanır, böylece boşaltma akımının boyutunu kontrol eder; MOSEFET kullanır; Geçit kaynağı voltajının büyüklüğü, yarı iletken yüzeyde indüklenen yük miktarını değiştirir, böylece boşaltma akımının büyüklüğünü kontrol eder.
9. Alan etkili tüpün gürültü katsayısı çok küçüktür Alan etkili tüp, düşük gürültülü amplifikatör devresinin giriş aşamasında ve yüksek bir sinyal-gürültü oranı gerektiren devrede kullanılmalıdır.
10. Triodun açık direnci büyüktür ve alan etkili transistörün açık direnci küçüktür, sadece birkaç yüz miliohmdur Mevcut elektrikli cihazlarda, alan etkili transistör genellikle bir anahtar olarak kullanılır ve verimliliği nispeten yüksektir.
11. Alan etkili transistörün G kutbu toprağa deşarj direncine sahip olmalıdır, aksi takdirde güç açıldıktan sonra yanacaktır, ancak triodun tabanı gerekli değildir.
12. Alan etkili tüp, çok küçük akım ve çok düşük voltaj koşulları altında çalışabilir ve üretim süreci, birçok alan etkili tüpü bir silikon çip üzerine kolayca entegre edebilir, böylece alan etkili tüp, büyük ölçekli entegre devrede olur. Yaygın olarak kullanılmıştır.
Genel olarak konuşursak, bipolar transistörler MOS transistörlerinin yerini doğrudan alamazlar.Bunun nedeni kontrol özelliklerinin farklı olmasıdır.MOS transistörleri voltaj kontrollü cihazlardır, bipolar transistörler ise akım kontrollü cihazlardır. Alan etkili tüpün kontrol devresi voltaj tipindedir ve bipolar transistör doğrudan alan etkili tüpün yerini alamaz MOS tüpünü çalıştıran orijinal devre bipolar triyodu çalıştırmak için çok küçüktür. Bipolar transistörü sürmek için orijinal devreyi kullanmak istiyorsanız, bipolar transistörden önce bir akım amplifikatörü kurulmalıdır. Bu fikre dayanarak, bipolar transistörden önce bir akım amplifikatörü kurun ve voltaj sürücüsünü mevcut sürücüye değiştirin ve değiştirme başarılı olabilir.
FET'in rolü
1. Alan etkili tüp amplifikasyon için kullanılabilir. Alan etkili tüplü amplifikatörün giriş empedansı çok yüksek olduğundan, bağlantı kondansatörü daha küçük bir kapasiteye sahip olabilir ve bir elektrolitik kondansatör kullanmak gerekli değildir.
2. FET'in yüksek giriş empedansı, empedans dönüşümü için çok uygundur. Genellikle çok aşamalı bir amplifikatörün giriş aşamasında empedans dönüşümü için kullanılır.
3. Alan etkili tüp, değişken bir direnç olarak kullanılabilir.
4. Alan etkili tüp, sabit akım kaynağı olarak rahatlıkla kullanılabilir.
5. Alan etkisi tüpü elektronik anahtar olarak kullanılabilir.
FET Sınıflandırması
1. Bağlantı alanı etkili transistör (JFET), iki PN bağlantısından sonra adlandırılır;
2. Yalıtılmış geçit alanı etkili transistör (JGFET, metal oksit-yarı iletken alan etkili transistör MOSFET olarak da adlandırılır), kapı diğer elektrotlardan tamamen yalıtılmış olduğu için adlandırılmıştır.
3. Farklı iletim moduna göre, MOSFET geliştirme tipi ve tükenme tipi olarak ikiye ayrılır. Sözde geliştirilmiş tip şu anlama gelir: VGS = 0 olduğunda, tüp kapalı durumdadır ve doğru VGS'yi ekledikten sonra, taşıyıcıların çoğu kapıya çekilir, böylece bu alandaki taşıyıcıları "güçlendirir" ve iletken bir kanal oluşturur . Tükenme tipi, kanalın VGS = 0 olduğunda oluştuğu ve doğru VGS eklendiğinde, taşıyıcıların çoğunluğunun kanaldan dışarı akabildiği, böylece taşıyıcıların "tükenmesi" ve tüpün kapatılması anlamına gelir.
Triyot (BJT) ve alan etkili tüp (FET), devreleri yükseltmek ve anahtarlamak için yaygın olarak kullanılan elektronik bileşenlerdir.Triot orijinal olarak icat edildi ve elektron tüpünü mükemmel performansıyla hızla değiştirdi, ancak daha sonra uygulamada, triyot bazılarını ortaya çıkardı. Yapısal sorunların neden olduğu doğuştan eksiklikler-kusurlar Bu durumda, triyotların kusurlarının üstesinden gelebilecek bir transistör üretmek acildir, böylece alan etkili transistörlerin uygulanması doğar.
FET'in en büyük özelliği, triyotlarla eşsiz olan aşırı yüksek giriş empedansıdır.Ancak transistörler elektron tüplerini ortadan kaldırdığı gibi görünüşü tamamen triodların yerini almamıştır.Her şeye gücü yeten değildir.Bazı açılardan triodlar kadar iyi değildir, bu nedenle genel olarak söylenemez. Kim iyi kim iyi değildir Triyot temelinde geliştirildiği için birçok yönden triyot ile benzerlikleri vardır ve ikisinin kombinasyonu yaygın olarak kullanılmaktadır. Bugün, transistörleri ve alan etkili transistörleri daha iyi kullanabilmek için karşılaştırma yoluyla kapsamlı bir anlayışa sahibiz.
1. Elektrot farkı: Triodun üç elektrodu vardır: baz b, yayıcı e ve toplayıcı c. Alan etkisi tüpünde ayrıca üç elektrot vardır: G, kaynak S ve drenaj D. Karşılık gelen bir ilişkileri vardır. Elektrotun rolü Benzer, yani hem taban hem de geçit kontrol elektrotlarıdır, yayıcı kaynağa karşılık gelir ve toplayıcı, hepsi kontrollü elektrotlar olan drenaja karşılık gelir;
2. Kontrol tipi: Triyot, bir akım kontrol cihazıdır, yani kollektör akımının değişimi, baz akımın değişimi ile kontrol edilir; alan etkili transistör, bir voltaj kontrol cihazıdır, yani kaynak ve boşaltma akımı, kapı voltajının değişmesiyle kontrol edilir. Boyut; ikisinin çalışma prensibi farklıdır.Transistör, kolektör akımını taban akımı üzerinden kontrol ederken, alan etkili transistör, geçit voltajı yoluyla iletken kanalın genişliğini değiştirerek akım değişimini kontrol eder;
3. Empedans farkı: triyotun giriş empedansı düşüktür, birkaç yüz ohm ile birkaç bin ohm arasındadır, temel akım büyüktür ve çıkış direnci yüksektir, bu da önceki devre üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve empedans eşleşmediğinde neredeyse hiç çalışmaz; Etki tüpünün giriş empedansı son derece yüksektir, megaohm'dan daha fazlasına ulaşır, MOS tüpü daha yüksektir ve şebekenin neredeyse hiç akımı yoktur, bu da önceki devre üzerinde çok az etkiye sahiptir ve çıkış direnci de triyot gibi daha yüksektir;
4. Taşıyıcı farkı: Triodun, iletime katılmak için iki tür taşıyıcı vardır: azınlık taşıyıcıları ve iki kutuplu cihazlara ait birçok taşıyıcı; alan etkili transistörün, iletime katılmak için tek kutuplu bir cihaz olan tek bir taşıyıcısı vardır;
5. Stabilitedeki farklılıklar: Triod ayrıca azınlık taşıyıcı nedeniyle iletime katılır ve azınlık taşıyıcı sıcaklıktan kolayca etkilenir ve termal stabilite zayıftır, bu nedenle gürültüsü yüksektir ve üretimi karmaşıktır; alan etkisi tüpü, çoklu taşıyıcı iletim nedeniyle termal olarak stabildir Daha iyi, çok düşük gürültü; basit üretim süreci, kolay entegrasyon, düşük güç tüketimi, küçük boyut ve geniş güvenli çalışma alanı; büyük ölçekli ve çok büyük ölçekli entegre devreler çoğunlukla alan etkili transistörlerden yapılmıştır;
6. Sınıflandırma farkı: Transistörler, yapıya göre PNP ve NPN olmak üzere iki türe ayrılır; ve iletken kanala göre n-tipi ve p-tipi olarak ayrılan daha fazla alan etkili transistör türü ve prensip yapısına göre bağlantı alanı etkili transistör JFET ve yalıtımlı geçit alanı vardır. Efekt tüpü MOSFET, MOS tüpü iki türe ayrılır: geliştirme tipi ve tükenme tipi;
7. Karakteristik eğrinin farkı: Triodun karakteristik eğrisi, kesme bölgesi, amplifikasyon bölgesi, doyma bölgesi ve kırılma bölgesine bölünmüştür; FET, kesme bölgesi, amplifikasyon bölgesi, değişken direnç bölgesi ve kırılma bölgesi olarak bölünmüştür.İkisi arasında karşılık gelen bir ilişki vardır; Eğri üzerinde giriş ve çıkış karakteristik eğrileri vardır; devre analizi ve hesaplamasından alan etkisi tüpü triyota göre daha basittir; triodun (IC-Vbe) transfer karakteristiği üstel yasaya göre değişir ve alan etkili tüpün transfer karakteristiği kare kanununa göre değişir, yani Alan etkili tüpün doğrusal olmayan distorsiyonu, triyodunkinden daha büyüktür;
8. Amplifikasyon yeteneği: Transistörün amplifikasyon kabiliyetini karakterize eden önemli parametre, akım amplifikasyon faktörü 'dir ve FET, gm'yi temsil etmek için transiletkenliği kullanır.Değeri küçüktür, amplifikasyon kabiliyeti zayıftır ve voltaj amplifikasyon faktörü, transistör devresinden daha küçüktür;
9. Esneklik farkı: triyotun yayıcısı ve toplayıcısı değiştirilemez, aksi takdirde son derece düşüktür ve normal çalışamaz.Bazı özel koşullar için (substrat kaynağa bağlı değildir), kaynak ve Tahliye birbirinin yerine kullanılabilir. Tükenme tipi alan etkili transistörün geçit voltajı pozitif veya negatif olabilir ve esneklik yüksektir;
10. Bağlantı yöntemlerinde farklılıklar: Triyotlar için üç bağlantı yöntemi vardır: ortak yayıcı, ortak taban ve ortak toplama Alan etkili transistörlerin ayrıca üç bağlantısı vardır: ortak kaynak, ortak geçit ve ortak boşaltma bağlantısı; ikisi karşılık gelir; faz ilişkisi aynıdır;
11. Önyargı farkı: Triyot normal çalışma için uygun bir öngerilim akımına ihtiyaç duyar ve FET normal çalıştığında uygun bir ön gerilim voltajına ihtiyaç duyar;
12. Ayrım farkı: Ayırt edilmesi nispeten basit olan sadece iki tür triyot vardır.Çok çeşit alan etkili transistörler vardır ve karar daha karmaşıktır.Triot, kaynak işlemi sırasında sıcaklığın çok yüksek olmasını önlemeye ihtiyaç duyar ve statik elektrik sorunu yoktur; MOS tüpü kapıyı ve kaynağı boşaltmalıdır, aksi takdirde indüklenen statik elektrik tüpü kolayca parçalayacaktır, depolama ve nakliye sırasında kapı ve kaynak kısa devre edilmelidir;
13. Kapasitans farkı: transistörler arasındaki kapasitans nispeten büyüktür ve MOS transistörleri arasındaki kapasitans nispeten düşüktür; transistörün bağlantı kapasitansı nispeten büyüktür, alan etkili transistörün giriş direnci son derece yüksektir ve bağlantı kapasitesi nispeten küçüktür;
14. Diğer farklılıklar: hem triyotlar hem de alan etkili transistörler değişken dirençler ve anahtarlama cihazları olarak kullanılabilir, triyotlar daha yüksek güç tüketimine sahiptir, ancak daha ucuzdur;
Sinyal kaynağından yalnızca daha az akıma (yüksek çıkış empedansı) izin verildiğinde, düşük gürültülü ve yüksek giriş dirençli ön uç devreleri için uygun olan empedans eşleşmesini sağlamak için bir alan etkili tüp kullanın; sinyal voltajı düşük olduğunda, kullanımına izin verilir Akım durumunda, bir triyot kullanın. Bir anahtarlama tüpü olarak, alan etkili tüp daha yüksek bir verime sahiptir ve çoğunlukla yüksek akım, yüksek hızlı anahtarlamalı güç kaynaklarında kullanılır; alan etkili tüpler, ortam sıcaklığının büyük ölçüde değiştiği durumlarda kullanılmalıdır.
Sorumluluk Reddi: Bu makale çevrimiçi olarak çoğaltılmıştır ve telif hakkı orijinal yazara aittir. Bu makalede kullanılan videolar, resimler ve metinler telif hakkı sorunları içeriyorsa, lütfen mümkün olan en kısa sürede bizi bilgilendirin. Sağladığınız kanıt materyallerine dayanarak telif hakkını onaylayacağız ve yazarın ücretini ulusal standartlara göre ödeyeceğiz veya içeriği hemen sileceğiz! Bu makalenin içeriği orijinal yazarın görüşüdür ve bu resmi açıklamanın onun görüşüne katıldığı ve gerçekliğinden sorumlu olduğu anlamına gelmez.
SON
Röportajı keşfedin
TechSugar'ın editoryal departmanı Suzhou'dan başlayarak, yüzlerce elektronik yarı iletken şirketini ziyaret etmeyi, işletmelerin ön saflarına yaklaşmayı, sektörün gerçeğini keşfetmeyi, size daha gerçekçi ve temelli raporlar sunmayı ve yerel şirketlere konuşma şansı vermeyi planlıyor. Görüşme konularında bizimle iletişime geçmek için bir mesaj veya özel mesaj bırakmaya hoş geldiniz.
Röportajı keşfedin
