【導(dǎo)讀】在做電路設(shè)計(jì)時(shí)候，或多或少的會(huì)用到三極管開(kāi)關(guān)電路或者是場(chǎng)效應(yīng)管電路，但是他們二者其實(shí)有很大的區(qū)別，不管是從優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)都是不盡相同的，那么在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候如何去選擇呢？請(qǐng)看下文講解。
一般我們?cè)谧鲭娐吩O(shè)計(jì)時(shí)候，三極管開(kāi)關(guān)電路和MOS管開(kāi)關(guān)電路有著以下四種區(qū)別：
首先是三極管是用電流控制，MOS管屬于電壓控制；
然后就是成本問(wèn)題，三極管便宜，MOS管貴；
其次是功耗問(wèn)題，三極管損耗大；
最后是驅(qū)動(dòng)能力，MOS管常用來(lái)電源開(kāi)關(guān)，以及大電流地方開(kāi)關(guān)電路。實(shí)際上就是三極管比較便宜，用起來(lái)方便，常用在數(shù)字電路開(kāi)關(guān)控制。
MOS管用于高頻高速電路，大電流場(chǎng)合，以及對(duì)基極或漏極控制電流比較敏感的地方。一般來(lái)說(shuō)低成本場(chǎng)合，普通應(yīng)用的先考慮用三極管，不行的話考慮MOS管。實(shí)際上說(shuō)電流控制慢，電壓控制快這種理解是不對(duì)的。要真正理解得了解雙極晶體管和MOS晶體管的工作方式才能明白。
三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的，以npn管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時(shí)，基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的pn結(jié)為阻止多子(基區(qū)為空穴，發(fā)射區(qū)為電子)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，在此pn結(jié)處會(huì)感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場(chǎng)(即內(nèi)建電場(chǎng))，當(dāng)基極外加正電壓的指向?yàn)榛鶇^(qū)指向發(fā)射區(qū)，當(dāng)基極外加電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)大于內(nèi)建電場(chǎng)時(shí)，基區(qū)的載流子(電子)才有可能從基區(qū)流向發(fā)射區(qū)，此電壓的最小值即pn結(jié)的正向?qū)妷?工程上一般認(rèn)為0.7v)。
但此時(shí)每個(gè)pn結(jié)的兩側(cè)都會(huì)有電荷存在，此時(shí)如果集電極-發(fā)射極加正電壓，在電場(chǎng)作用下，發(fā)射區(qū)的電子往基區(qū)運(yùn)動(dòng)(實(shí)際上都是電子的反方向運(yùn)動(dòng))，由于基區(qū)寬度很小，電子很容易越過(guò)基區(qū)到達(dá)集電區(qū)，并與此處的PN的空穴復(fù)合(靠近集電極)，為維持平衡，在正電場(chǎng)的作用下集電區(qū)的電子加速外集電極運(yùn)動(dòng)，而空穴則為pn結(jié)處運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程類(lèi)似一個(gè)雪崩過(guò)程。集電極的電子通過(guò)電源回到發(fā)射極，這就是晶體管的工作原理。
三極管工作時(shí)，兩個(gè)pn結(jié)都會(huì)感應(yīng)出電荷，當(dāng)做開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，如果這時(shí)三極管截至，pn結(jié)感應(yīng)的電荷要恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程需要時(shí)間。而MOS三極管工作方式不同，沒(méi)有這個(gè)恢復(fù)時(shí)間，因此可以用作高速開(kāi)關(guān)管。
場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。
場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱(chēng)之為單極型器件，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱(chēng)之為雙極型器件。
有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場(chǎng)效管做整個(gè)電子設(shè)備的輸入級(jí)，可以獲得一般晶體管很難達(dá)到的性能。
這里對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管的選擇來(lái)說(shuō)，我們可以認(rèn)為一般分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類(lèi)，其控制原理都是一樣的。
