¿Cuál es la diferencia entre los transistores de efecto de campo (Fet), comercializado como interruptores vs amplificadores?

Question

Por ejemplo, el J108 JFET está en la lista como "N-Conmutador de Canal", y la hoja de datos menciona el RDS en la resistencia, mientras que el J201 JFET está en la lista como "N-Canal Amplificador de Propósito General" (y la resistencia tendría que ser deducida a partir de los IDENTIFICADORES de las curvas?)

Hay una diferencia en la forma en que estos están diseñados y fabricados? Puede un tipo generalmente se usa en la otra aplicación, pero no viceversa?

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Answer 1

Hay varias opciones que se pueden hacer en el diseño de transistores, con algunas de las desventajas de ser mejor para aplicaciones de conmutación y los demás "lineal" de las aplicaciones.

Los interruptores están destinados a pasar la mayor parte de su tiempo totalmente o totalmente apagado. Los estados on y off, por tanto, importante con la curva de respuesta de la en-entre los estados de no ser demasiado relevante.

Para la mayoría de las aplicaciones, la corriente de fuga de la mayoría de los transistores es lo suficientemente bajo como para no importa. Para aplicaciones de conmutación, uno de los parámetros más importantes es cómo "en" es, cuantificados por Rdson en Fet y de la saturación de la tensión y la corriente en bipolares. Esta es la razón por la conmutación de los Fet se han Rdson especificaciones, no sólo para mostrar lo buenos que son en ser plenamente, pero debido a que esto también es importante para los diseñadores del circuito para saber cuánto voltaje se va a caer y el calor se disipe.

Los transistores utilizados como propósito general amplificadores de operar en el "lineal" de la región. No puede ser tanto lineal en sus características, pero esto es el nombre usado en la industria para indicar el rango en el que el transistor no es ni totalmente ni totalmente apagado. De hecho, para amplificador uso que usted quiere nunca llegan a alcanzar cualquiera de los estados límite. El Rdson no es por lo tanto que relevante, ya que piensa nunca en ese estado. Que, no obstante, quieren saber cómo el dispositivo reacciona a las diversas combinaciones de la tensión de puerta y de drenaje y de tensión debido a que usted va a utilizar a través de una gama amplia de aquellos.

Hay ventajas y desventajas, el transistor diseñador puede hacer que favorecen una mayor respuesta proporcional a la tensión de puerta frente a la mejor plenamente en la resistencia efectiva. Esta es la razón por la que algunos de los transistores son promovidos como interruptores frente lineal de las operaciones. Las hojas de datos, a continuación, centrarse también en las especificaciones más relevantes para el circuito de diseñador para el uso previsto.

Answer 2

Para los Mosfet de potencia, no es una buena regla del pulgar indicando que el más reciente parte, el mejor está optimizado para aplicaciones de conmutación. Originalmente, MOSFETs fueron utilizados como elementos de pase en el lineal de los reguladores de voltaje (no hay corriente de base degradantes de las pérdidas sin carga o eficiencia global) o clase AB amplificador de audio. Hoy en día, la fuerza motriz para el desarrollo de nuevos MOSFET generaciones es, por supuesto, la ubicuidad de alimentación de modo de conmutación de los suministros y la persistencia de prosperar hacia el control de motores con convertidores de frecuencia. En lo que se ha logrado en este sentido es nada menos que espectacular.

Algunas de las características que se han mejorado con cada nueva generación de conmutación de los MOSFETs:

• Inferior R_DS,en - Debido a la minimización de las pérdidas por conducción decir, maximizar la eficiencia global.
• Menos parasitc de capacitancia Debido a que menos cobran alrededor de la puerta de la ayuda con la reducción de pérdidas de conducción y aumenta la velocidad de conmutación; menos tiempo en la conmutación transiciones significa menos pérdidas de conmutación.
• Menos el tiempo de recuperación inversa del diodo interno; relacionados con un alto dV/dt y la clasificación de Esto también ayuda hacia menos pérdidas de conmutación, y también significa que usted no puede destruir el MOSFET como fácilmente cuando la fuerza para cambiar realmente, realmente rápido.
• Avalancha de robustez En aplicaciones de conmutación, siempre hay un inductor involucrados. Cortar la corriente en un inductor significa la creación de grandes picos de tensión. Si mal desairado o totalmente liberado, los picos será más alto que el del MOSFET del máximo de la tensión nominal. Una buena avalancha de calificación significa que usted consigue algunos de bonificación extra antes de un fallo catastrófico va a ocurrir.

Sin embargo, hay una no-tan-bien-conocido de gotcha para aplicaciones lineales de los MOSFETs que se ha vuelto más pronunciada con sus nuevas generaciones:

• FBSOA (en diagonal hacia adelante operativo de seguridad de la zona), es decir, la capacidad de manejo de potencia en el modo lineal de operación.

Sin duda, este es un problema con cualquier tipo de MOSFET, viejos y nuevos, pero la edad de procesos eran un poco más tolerante. Este es el gráfico que la mayoría de la información relevante:

Fuente: APEC, IRF

Para una alta puerta-a-la tensión de la fuente, un aumento en la temperatura conducirá a un aumento en la resistencia, y una disminución en la corriente de drenaje. Para aplicaciones de conmutación, esto es perfecto: MOSFETs son impulsados en buena saturación con un alto V_GS. Pensar acerca de MOSFETs en paralelo, y tenga en cuenta que un solo MOSFET tiene muchas pequeñas, MOSFETs en paralelo en su chip. Cuando uno de estos MOSFETs se pone caliente, se tendrá un aumento de la resistencia, y más actual va a ser "tomado" por sus vecinos, que conduce a una buena distribución global sin puntos de acceso. Impresionante.

Para una V_GS menor que el valor donde las dos líneas se cruzan, se llama el cero de temperatura crossover (cf. IRF Aplicación'note 1155), sin embargo, un aumento de la temperatura conducirá a una disminución de la R_DS,en, y en el aumento de la corriente de drenaje. Aquí es donde la aceleración térmica tocan a su puerta, contrariamente a la creencia popular de que este es un BJT-sólo fenómeno. Los puntos calientes se producen, y su MOSFET puede autodestruirse en una forma espectacular, llevando consigo a algunos de los hermosos circuitos en su vecindario.

Corre el Rumor de que los mayores, lateral MOSFET dispositivos tenían una mejor coincidencia de las características de la transferencia a través de su interior, en paralelo, en el chip MOSFETs en comparación con el más reciente de la zanja de dispositivos optimizados hacia las características mencionadas importante para aplicaciones de conmutación. Esto se ve respaldado por el papel que han vinculado a, que muestra cómo los dispositivos más nuevos tienen un aumento de V_GS para el punto cero de la temperatura de cruce.

Larga historia corta: Hay Mosfet de potencia que son más adecuados para aplicaciones lineales o aplicaciones de conmutación. Desde aplicaciones lineales convirtió en algo así como un nicho de aplicación, por ejemplo, para la tensión-corriente controlada de los sumideros, la precaución adicional hacia la gráfica de la polarizada caja de seguridad-zona de operación (FB-SOA) es necesaria. Si no contiene una línea para la operación de DC, este es un indicio importante de que el dispositivo es posible que no funcionen bien en aplicaciones lineales.

Aquí es un eslabón más a un papel por el FIC con un buen resumen de la mayoría de las cosas que he mencionado aquí.