Каковы различные типы полевых транзисторов?

Полевые транзисторы (FET) сегодня являются рабочими лошадками для цифровой логики, но они имеют множество применений за пределами цифровых интегральных схем, все, от драйверов двигателей до регуляторов напряжения и специальных усилителей, могут использовать различные типы FET, и у них есть некоторые полезные преимущества. это делает дискретные полевые транзисторы более желательными по сравнению с их двоюродными братьями на биполярных переходных транзисторах (BJT).

Хотя передовые компоненты и приложения постоянно фокусируются на фундаментальном изменении и оптимизации архитектуры полевых транзисторов, дискретные биполярные транзисторы и полевые транзисторы никуда не денутся. Каждый из различных типов полевых транзисторов находит свое место в разных системах, и разработчики могут найти именно те полевые транзисторы, которые им нужны, с помощью лучшего набора инструментов цепочки поставок. Если вы не уверены, какой тип полевого транзистора вам следует использовать, прочитайте наше руководство, чтобы узнать больше о различных полевых транзисторах и о том, какие характеристики являются наиболее важными.

Типы полевых транзисторов и их применение

Полевые транзисторы, или просто полевые транзисторы, составляют основу современных цифровых интегральных схем. Как и более ранние биполярные транзисторы, полевые транзисторы представляют собой переключатели с тремя выводами (четыре, если вы включаете вывод корпуса в полевой МОП-транзистор), где на затвор подается напряжение для управления током, протекающим между истоком и стоком. Как только напряжение подается на область затвора, сопротивление канала переключается в зависимости от входного напряжения. Это самые основы различных типов полевых транзисторов.

Полевые транзисторы подразделяются на три различных типа: полевые транзисторы с изолированным затвором (более известные как MOSFET), полевые транзисторы с переходом (JFET) и полевые транзисторы металл-полупроводник (MESFET). На приведенной ниже блок-схеме кратко представлены эти три типа полевых транзисторов и их подтипы. В части MOSFET я выделил NMOS и PMOS MOSFET, но есть много других сокращений -MOS, которые попадают в эту область. Среди различных типов полевых МОП-транзисторов выбор полевого транзистора с улучшенным или обедненным типом дает разработчикам некоторую гибкость в том, как они реализуют переключение в своей системе (например, в регуляторах мощности).

С таким количеством различных типов полевых транзисторов на выбор, какой из них лучше и как они сочетаются с биполярными транзисторами? Давайте копнем немного глубже, чтобы увидеть, какие типы полевых транзисторов имеют значение для разных приложений.

Приложения MESFET

MESFET часто используются в качестве драйверов или переключателей в радиочастотных приложениях, требующих высокой выходной мощности. Коммерческие компоненты MESFET доступны в различных упаковках; Компоненты в корпусах SO/SOIC/SOP доступны с полосой пропускания, достигающей ~8 ГГц, в то время как высокие частоты, достигающие ~30 ГГц, доступны в корпусах QFN. Высокочастотные MESFET обычно изготавливаются из SiGe (с низкой выходной мощностью) или GaAs (с высокой выходной мощностью), и вы обнаружите, что эти структуры интегрированы в высокочастотные SoC .

МОП-транзисторы

Среди различных типов полевых транзисторов полевые МОП-транзисторы, вероятно, имеют самый широкий спектр практических применений. Эти компоненты находят свое место во многих приложениях силовой электроники, поскольку они могут выдерживать мощность переключения, достигающую уровней кВт. И, конечно же, любой, кто знаком с современными логическими схемами КМОП, должен знать, что МОП-транзисторы составляют основу КМОП-устройств.

Если вам нужно выбрать дискретный полевой МОП транзистор скупка для приложения переключения, то то, как устройство переключается, очень важно, поскольку вам нужно будет выбрать правильную полярность напряжения, подаваемого на область затвора. Усовершенствованный тип NMOS часто используется в качестве переключающего элемента в таких приложениях, как регулирование мощности и согласование при высоком напряжении/токе; Я считаю, что это упрощает заземление и компоновку, поскольку вам нужно только подавать положительное напряжение вокруг платы.

JFET-приложения

JFET также бывают с n- и p-канальными вариантами, где обычно используется n-канальный, поскольку электроны обладают большей подвижностью, чем дырки. JFET также имеют область пробоя, когда напряжение сток-исток достаточно велико (аналогично пробою pn-диода). По сравнению с MOSFET транзисторы JEFT имеют следующие характеристики:

Только режим истощения

Низкочастотный дрейф

Более низкий входной импеданс

Высокое сопротивление стока обеспечивает более плоские кривые передачи

Более высокая входная емкость

Их более низкий дрейф частоты делает их более подходящими для использования в генераторах или схемах точной синхронизации. Более высокая входная емкость приводит к немного большему времени включения при использовании в качестве переключателей. Хотя они могут быть полезны для генераторов, при использовании в усилителях они, как правило, имеют относительно низкое произведение коэффициента усиления на полосу пропускания по сравнению с MOSFET и намного меньше, чем у сопоставимых MESFET.

Важные характеристики полевых транзисторов

Как бы нам ни хотелось перечислить каждую спецификацию, найденную в техническом паспорте, не все спецификации подходят для каждого приложения. Есть несколько универсальных практически для любого приложения:

Сопротивление в открытом состоянии: это, вероятно, самое важное значение, которое обычно указывается на веб-сайтах производителей компонентов.

Ток утечки: даже в выключенном состоянии между истоком и стоком протекает небольшой ток, что приводит к некоторой потере мощности в выключенном состоянии.

Емкости клемм: Эти значения емкостей ограничат время переключения в устройстве. Обычно это не важно, если только вы не разрабатываете высокочастотный аналоговый продукт.

Абсолютная максимальная температура: полевые транзисторы выйдут из строя, если температура канала достигнет своего максимального номинального значения. Обычно здесь есть небольшой фактор безопасности, но эти компоненты необходимо выбирать с учетом среды, в которой они будут развернуты.

Независимо от того, какие типы полевых транзисторов вам нужны для вашего нового продукта, вы можете использовать функции расширенного поиска и фильтрации в Octopart, чтобы найти нужные вам детали. Когда вы используете поисковую систему электроники Octopart, у вас будет доступ к данным о дистрибьюторах и спецификациям деталей, которые находятся в свободном доступе в удобном для пользователя интерфейсе. Загляните на нашу страницу линейных интегральных схем, чтобы найти нужные вам компоненты.