Siempre he preguntado, ¿qué es lo que hace que los mosfets parezcan ser una elección más preferible sobre los BJT? De hecho, ¿siguen siendo utilizados los BJT en la electrónica moderna de hoy en día?
Me encantan los mosfets.
Esta pregunta ya tiene respuestas:
- ¿Cuándo es más apropiado un MOSFET como interruptor que un BJT? (5 respuestas )
Respuestas
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user110971
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Sí, los BJT todavía se utilizan. Los BJT tienen mayor transconductancia, lo que les otorga mayor ganancia. Son ideales para amplificadores, donde se desea maximizar la ganancia. En los opamps, por ejemplo, estás limitado a dos etapas por razones de estabilidad. Notarás que los BJT también son dominantes en frecuencias de MW (300MHz - 300GHz), y para amplificadores de bajo ruido.
Los MOSFETs son buenos para el conmutación, porque solo utilizan energía cuando cambian de estado (si ignoramos la fuga). Los BJT necesitan consumir energía constantemente. Por eso, el CMOS es predominante hoy en día.
De hecho, hay una cantidad considerable de investigación en curso sobre cómo replicar el rendimiento del BJT en la tecnología CMOS, especialmente para aplicaciones satelitales. Si tiene éxito, se puede reducir significativamente el costo, e introducir soluciones SoC en el mercado. Esto se debe a que el proceso CMOS es más rentable, es decir, requiere menos máscaras cuando se fabrica un IC.
user64619
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Lo principal a favor de los MOSFET es el Silicio y el CMOS.
El Silicio es simplemente arena purificada. Es excelente para fabricar MOSFET porque naturalmente crece un óxido aislante (vidrio). Ambos hacen que sea económico (por ejemplo, otros semiconductores requieren un elaborado procesamiento para una calidad mucho menor, con óxidos inestables y con fugas -- GaAs). El Silicio también ha sido el gigante de la industria (por amplios márgenes) durante muchas décadas, por lo que la tecnología está bastante madura.
La estructura de los MOSFET también es mucho más simple que la de los BJT. Manejan bien la lógica digital y se pueden usar para crear lógica CMOS que utiliza solo consumo de energía por fuga estática (a diferencia del BJT que, ya que la base consume cierta corriente, siempre utiliza energía estática).
Hace aproximadamente cinco décadas, los principales fabricantes de computadoras se unieron y decidieron que las computadoras analógicas estaban obsoletas y que las computadoras digitales estaban a la orden del día. Esto prácticamente consolidó al MOSFET como el transistor de elección para los circuitos integrados digitales, ya que se presta muy bien para puertas sin consumo de energía estática (excepto por la fuga no ideal) en configuraciones CMOS.
Pero los BJT todavía se utilizan en aplicaciones analógicas críticas para obtener una alta ganancia o un mejor rendimiento ante el ruido.
"Hace unas décadas ..." ¿qué sucedió exactamente? No tengo idea de que haya habido computadoras analógicas en uso incluso en 1996. Sí hubo productos electrónicos analógicos, como los hay ahora. Pero esas computadoras analógicas basadas en amplificadores operacionales casi desaparecieron antes de los años 70.
@robertbristow-johnson: pareja fue la palabra equivocada. Me refería a la decisión de Fairchild (y otros) de favorecer las computadoras digitales sobre las analógicas (aggravating Widlar) en los años 60.
@jbord39 El tiempo pasa volando, ese es el maldito problema. :-] Aprovecho este comentario para señalar que una cosa que aún no he visto en las respuestas hasta ahora es el hecho de que los MOS son populares gracias a los microprocesadores y no solo por consideraciones de potencia (muy importantes) sino también porque la celda CMOS permite un mayor nivel de integración. Olin lo explica mejor aquí: electronics.stackexchange.com/questions/26404/…
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Los BJT discretos son sustancialmente más baratos que los FET discretos. Un BJT genérico en el paquete SOT-23 tiene un costo de alrededor de $0.0075 en moneda estadounidense (cuando es comprado en gran volumen). Un MOSFET será al menos de $0.02 (en volumen). Si necesitas diseñar circuitos analógicos usando componentes discretos, los BJT son MUCHO más fáciles de usar.
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@mkeith Cierto. Compro BJTs en lotes de 10,000 en TO-92 a aproximadamente 0.4 centavos cada uno ($40) y regalo a los estudiantes lo que no necesito (que es casi todos.) No puedo hacer eso con MOSFETs. Si ves algún MOSFETs en TO-92 (aficionados, recuerden) a esos precios, por favor avísenme. ¡Ahora, si pudiera descubrir cómo usar esos BJTs baratos como resistencias, podría ahorrar aún más dinero!