Darlingtons, MOSFET e giunzioni bipolari

Mi rendo conto che ci sono dozzine su dozzine di tipi di transistor , ognuno usato per scopi specifici. A volte c'è una grande sovrapposizione; più tipi possono funzionare in un dato circuito, ma a volte solo un transistor specifico è l'ideale.

Senza leggere tutte le specifiche di ogni tipo, esiste una sorta di riferimento rapido o guida utile durante la ricerca del tipo di transistor da utilizzare? Ad esempio, ho familiarità con alcuni tipi di transistor e spesso li utilizzo nei miei progetti. Alla fine qualcuno esaminerà il progetto e dirà "Perché non usi X invece di Y lì?" È a quel punto che cerco X e imparo qualcosa di nuovo.

Se ci fosse stata una "pratica infografica di transistor", mi avrebbe aiutato a ricercare tutti i tipi relativi a "X", quindi avrei saputo leggerli.

(Ad esempio, stavo tentando di utilizzare un diodo Zener in un circuito, ma non ero consapevole del fatto che ciò che volevo davvero fosse un soppressore di tensione transitoria. Qualcosa che mostra come sono collegati Zeners e TVS potrebbe essere utile.)

La ricerca in Internet non produce molto altro che alcuni alberi genealogici a transistor e simili:

da Informazioni sull'elettronica

Qualcuno conosce (o desidera creare!) Un'utile guida alla selezione dei transistor che non presume che tu abbia familiarità con tutte le specie di transistor?

La tua domanda si distingue per "come dovrei usare i transistor?" e la risposta riempie interi libri . I distributori trasportano decine di migliaia di transistor diversi per soddisfare le esigenze dei progettisti. Di conseguenza, non credo che tu possa creare un'infografica che sia completa, corretta e utile allo stesso tempo.

Quello che posso darti è un insieme di euristiche:

Scegliere...

• ... un BJT quando :

  • hai bisogno di un amplificatore di corrente¹

  • hai il potere di bruciare, quindi la corrente di base richiesta non ti disturba

  • la "gamba inferiore" del transistor può essere tirata sopra la "gamba superiore" e questo percorso non è necessario per condurre quando ciò accade, come farebbe in un MOSFET a causa del diodo corporeo

  • devi sfruttare il diodo CB o EB ²

• ... un JFET quando :

  • è necessaria solo un'amplificazione per piccoli segnali³

  • la corrente di base di un BJT sarebbe un problema nella tua applicazione⁴

  • hai bisogno di una resistenza controllata in tensione

  • hai bisogno di una transconduttanza più elevata o di un rumore di sfarfallio inferiore rispetto a un MOSFET

  • è necessaria una sorgente di corrente costante piccola, discreta e con basso numero di componenti

• ... un MOSFET quando :

  • hai bisogno di un interruttore⁵

  • hai bisogno di un'impedenza di ingresso maggiore rispetto a un BJT e non riesci a trovare un IGBT adatto al conto

  • non riesci a trovare un studly JFET abbastanza per controllare la potenza di cui il tuo circuito ha bisogno⁶

  • stavi guardando i JFET, ma poi ti sei reso conto che avevi bisogno del funzionamento in modalità potenziamento⁷

  • vuoi sfruttare il diodo corporeo intrinseco come una caratteristica, piuttosto che considerarlo un problema da affrontare⁸

• ... un IGBT quando :

  • hai bisogno di qualcosa che si comporti come un'alta impedenza di ingresso BJT

Ho in gran parte ignorato le combinazioni di transistor sopra, perché una volta che inizi a combinare transistor, le possibilità diventano letteralmente infinite. Oggi avete una gamma che va dalle coppie Darlington ai circuiti integrati a miliardi di transistor , con nuove disposizioni di circuito progettate continuamente.

Esistono molti, molti più tipi di transistor, ma per la maggior parte, vuoi capire tutto quanto sopra prima di passare ad essi. Gli altri sono di solito derivati ​​delle classi precedenti, quindi senza la base iniziale non avrai basi per selezionare uno degli esotici. Esempi:

• Hai bisogno di sfruttare il fatto che la base di un BJT è sensibile alla luce quando non incapsulata? Va bene, è un fototransistor .

• Hai bisogno di più emettitori o collezionisti sul tuo BJT? Certo, nessun problema, è facile da creare in silicone; è spesso utile e quindi spesso visto a livello di silicio personalizzato.

• Hai bisogno di un BJT, ma molto più veloce? Va bene, non useremo il silicone drogato per tutto, combineremo i materiali in un transistor eterojunction .

• Hai bisogno di impacchettare i transistor in modo ancora più stretto del normale, ma hai problemi con l' effetto del canale corto ? Ok, ti ​​daremo un FinFET .

• Hai bisogno di qualcosa che funzioni come un diodo e un po 'come un BJT? Va bene, confondiamo le linee per te e ti daremo un UJT .

• Hai bisogno di qualcosa di simile a un IGBT ma con minori perdite e maggiore guadagno di corrente? Un transistor di giunzione SiC potrebbe essere quello che stai cercando.

Le note

1. Naturalmente puoi anche creare amplificatori di tensione con bipolari.

2. I BJT di piccolo segnale sono ottimi diodi a bassa perdita.

3. Esistono dispositivi di alimentazione simili a JFET, come CoolSIC di Infineon , ma sono relativamente nuovi ed esotici, quindi costosi.

4. Questo è il motivo per cui ci sono così tanti amplificatori operazionali con ingresso JFET.

5. Anche tutti gli altri tipi di transistor possono fungere da interruttore, ma i MOSFET eccellono in questo.

6. Un MOSFET di potenza non è la stessa cosa di un JFET di potenza, ³ e non è l'unica alternativa, ma è spesso l'alternativa più semplice ed economica.

7. I JFET sono solo dispositivi in ​​modalità di svuotamento intrinseco.

8. Una delle mie risposte qui su EE.SE mostra un tale circuito.