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三极管开关电路和场效应管开关电路,选哪个更好?

发布时间:2015-11-18 责任编辑:sherry

【导读】相信很多工程师在进行电路设计时,都曾经遇到过一个选择难题:三极管开关电路和场效应管开关电路,选哪个更好一些呢?其实无论是三极管开关电路,还是MOS开关电路,它们都有自己的优势,也有一些自己的弊端。
 
在今天的文章中,我们将会对这两种开关电路的优缺点和不同之处,展开简要分析。
 
就目前的三极管开关电路和场效应管电路的应用情况来看,它们两者主要有以下四种区别:首先是三极管是用电流控制,MOS管属于电压控制。然后就是成本问题,三极管便宜,MOS管则要贵一些了。第三个差异来自于是功耗方面,与MOS管相比,三极管损耗要更大一些。最后一个区别是二者驱动能力不同,因为MOS管常用来电源开关,以及大电流地方开关电路。实际上就是三极管比较便宜,用起来比较方便,常用在数字电路开关控制。而就场效应管的应用情况来看,它一般会用于高频高速电路、大电流场合,以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。所以在平时的设计过程中,一般来说低成本场合,普通应用的先考虑用三极管,不行的话再考虑MOS管。实际上说电流控制慢,电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解三极管和MOS晶体管的工作方式才能明白。
 
首先来看三极管的工作原理和工作状态。我们平时用到的三极管,无论哪种类型,归根结底都是靠载流子的运动来工作的,以npn管射极跟随器为例,当基极加不加电压时,基区和发射区组成的pn结为阻止多子(基区为空穴,发射区为电子)的扩散运动,在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场,即内建电场,当基极外加正电压的指向为基区指向发射区,当基极外加电压产生的电场大于 内建电场时,基区的载流子才有可能从基区流向发射区,此电压的最小值即pn结的正向导通电压(工程上一般认为0.7v)。但此时每个pn结的两侧 都会有电荷存在,此时如果集电极-发射极加正电压,在电场作用下,发射区的电子往基区运动,由于基区宽度很小,电子很容易 越过基区到达集电区,并与此处的PN的空穴复合。为维持平衡,在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动,而空穴则为pn结处运动,该过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极,这就是三极管的日常工作原理。
 
接下来我们再来看一下场效应管的工作原理。场效应管,更多情况下会被工程师们称作MOS管,在平时应用中它是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
 
以上就是本文针对三极管开关电路和场效应电路的优缺点和工作状态,所进行的简要分析和介绍。相信通过上文中对三极管、场效应管的工作原理和开关电路差异介绍,大家应该也已经明白了它们各自的优缺点,希望通过本文的介绍,能够对各位工程师和技术人员的设计研发工作有所帮助。
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