三极管和MOS管原来这样用,混用代价高,电路设计中需谨慎

2020-05-16 19:53发布

在上一篇文章《敢问路在何方,STM32迈出的第一步,却注定了它非凡的一生》中我们讲到了美猴王的出世,也就是STM32的启动方式。今天来跟大家聊聊真假美猴王之三极管与MOS管的区别。从外形来看,这两种元器件极其相似,都是三条腿。在应用上某些情况下甚至可以相互替换,比如在模拟电路中可以起放大作用,在数字电路上可以起到开关作用。


三极管与MOS管

三极管,全称叫做半导体三极管,有时也称作晶体三极管或者晶体管,是一种控制电流的半导体器件。三极管是由两个PN结组成的,根据PN结不同的组合方式可以分成PNP型和NPN型两种。


NPN和PNP型三极管

如上图所示,对于NPN型三极管来说,我们一般用于通过基极来控制集电极一侧电流流向发射极一侧的电路中。当给基极施加一个正向偏置电压(一般为0.7V)时,集电极到发射级就导通了;对于PNP型三极管,则正好相反,用于通过基极来控制发射级一侧电流流向集电极一侧的电路中。当给基极施加一个负向偏置电压(一般为-0.7V)时,发射级到集电极就导通了。

MOS管即金属氧化物半导体场效应管,分为P沟道(PMOS)和N沟道(NMOS)两种。


N沟道MOS管

N沟道结型场效应管是在N型半导体硅片的两侧装上了两个P型半导体硅片,这样想成了两个PN的结构。N型半导体的两侧分别为漏极和源极,两个P型半导体为栅极。

当对栅极施加正电压,Ugs使得PN结反偏,随着Ugs绝对值不断变大,沟道由宽逐渐变窄,最后夹断。


P沟道MOS管

P沟道结型场效应管是在P型半导体硅片的两侧装上了两个N型半导体硅片,这样想成了两个PN的结构。P型半导体的两侧分别为漏极和源极,两个N型半导体为栅极。

当对栅极施加负电压,Ugs使得PN结反偏,随着Ugs绝对值不断变大,沟道由宽逐渐变窄,最后夹断。

了解完三极管和MOS管的工作原理,那么我们就比较容易区分两者之间的不同了。

(1)控制方式不同:Ugs使得JFET栅极与沟道之间的PN结反偏,所以栅极电流Ig≈0,输入电阻很高,通过输入电压来控制漏极电流,所以场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。

(2)功耗不同:三极管因为是电流控制元件,所以功耗相对于MOS管要比较大。所以要看我们电路的具体应用,比如在一些物联网低功耗类的设备中使用,应优先选择MOS管。

(3)响应速度不同:三极管是靠载流子的运动来工作的,三极管工作时,两个pn结都会感应出电荷,当做开关管处于导通状态时,三极管处于饱和状态,如果这时三极管截至,pn结感应的电荷要恢复到平衡状态,这个过程需要时间。所以在需要高速做出响应的应用中应优先选择MOS管。

(4)承受电流上限不同:一般情况下三极管的承受电流上限比MOS管要小,所以电路设计时一定要充分计算所需要的电流,然后进行选择。

(5)价格不同:三极管的优势就是价格比较便宜,在一些对功耗,速度,电流等因素要求不是很高的情况下,三极管是首选。毕竟我们做产品是为了挣钱,一个产品上省一点,上量了也是一笔不小的开支。

朋友们,到这里,相信聪明的你已经分出了真假美猴王分别是谁。小编心中的美猴王是那个能少吃饭,多工作,效率高,最好能九九六的。你心中的美猴王和六耳猕猴又分别是谁呢?欢迎在下方评论留言!



登录 后发表评论
0条评论
还没有人评论过~