題:
什麼時候MOSFET比BJT更適合用作開關?
Mark
2011-04-15 02:45:21 UTC
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在我的實驗中,我僅使用BJT作為MCU輸出的開關(用於打開和關閉LED等)。但是,我一再被告知,N溝道增強模式MOSFET是開關的更好選擇(例如,請參見此處 here),但是我我不確定我明白為什麼。我確實知道MOSFET不會在柵極上浪費電流,而BJT的基極會在柵極上浪費電流,但這對我來說不是問題,因為我沒有依靠電池供電。 MOSFET也不需要與柵極串聯的電阻,但是通常不需要下拉電阻,因此重啟MCU時柵極不會浮空(對嗎?)。這樣,零件數量就不會減少。

似乎沒有太多的邏輯電平MOSFET可以切換廉價BJT可以切換的電流(例如,對於2N2222,約為600-800mA) ),而確實存在的(例如TN0702)很難找到,而且價格昂貴得多。

什麼時候MOSFET比BJT更合適?為什麼經常被告知我應該使用MOSFET?

電池限制並不是節省電量的唯一原因。那散熱呢?運營成本呢?產品壽命(受熱量限制)會怎樣?
回顧幾十年前,當MOSFET仍是新器件時,我記得曾看到一篇文章,其中MOSFET製造商指出他們已經取得了真正的成就,以表明這些部件確實在發展:它們已經製造並正在交付VN10KM,它是經過專門設計的,旨在適合2N2222當前佔據的普通生態位。
六 答案:
supercat
2011-04-15 03:50:27 UTC
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BJT每次接通時都會浪費一些電流,無論負載是否在汲取任何東西。在電池供電的設備中,使用BJT為負載可變性高但通常很低的東西供電會浪費大量能量。但是,如果使用BJT來以可預測的電流消耗為某物供電(例如LED),那麼這個問題就不那麼糟糕了。只需將基極-發射極電流設置為LED電流的一小部分即可。

Adam Lawrence
2011-04-15 18:41:27 UTC
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良好的N溝道MOSFET在適當偏置時會具有非常低的\ $ R_ {ds(on)} \ $(漏源等效電阻),這意味著它在開啟時的行為與實際開關非常相似。您會發現MOSFET導通時的電壓將低於BJT的\ $ V_ {ce(sat)} \ $(集電極-發射極飽和電壓)。

2N2222具有\ $ V_ {ce(sat)} \ $從\ $ 0.4V-1V \ $取決於偏置電流。

VN2222 MOSFET的最大\ $ R_ {ds(on)} \ $為\ $ 1.25 \ Omega \ $。

您可以看到VN2222在整個漏源上的耗散要少得多。

此外,如前所述,MOSFET是跨導器件-電壓柵極上的電流允許電流通過器件。由於柵極對源極具有高阻抗,因此您不需要恆定的柵極電流來偏置器件-您只需克服固有電容即可對柵極進行充電,那麼柵極消耗就變得很小。

但是,很難從3.3v MCU驅動VN2222,而且它們也不是很容易獲得。
VN2222的\ $ R_ {DS(ON)} \ $是\ $ 7.5 \ Omega \ $,而不是1.25。即使是\ $ 1.25 \ Omega \ $也不會是驚人的,您可以找到幾十個\ $ R_ {DS(ON)} \ $小於\ $ 100 m \ Omega \ $的邏輯FET。
@Mark-Supertex可能不是Fairchild或NXP,但VN2222可從DigiKey和Mouser購得。
Thomas O
2011-04-15 04:36:04 UTC
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BJT在某些情況下更適合,因為它們通常更便宜。我可以以每隻0.8p的價格購買TO92 BJT,但每隻MOSFET直到2p才能開始使用-聽起來似乎並不多,但是如果您要使用許多這類成本敏感的產品,那將有很大的不同。

Leon Heller
2011-04-15 02:52:59 UTC
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BJT比MOSFET更適合用於驅動MCU的低功率LED和類似器件。 MOSFET的開關速度比BJT快,使它們能夠在開關模式電源中使用更小的電感器,從而提高了效率。

那麼,您會說我使用MOSFET的建議是完全錯誤的嗎?具體來說,我有關LED的問題的答案是什麼?
是。您不會看到許多使用MOSFET的LED驅動器。
它們打開的速度比關閉的速度快,不是嗎?
是什麼使BJT“更適合” LED驅動?有大量使用MOSFET開關的LED驅動器。
我的意思是普通的低電流LED和顯示器。您不會經常看到用於驅動它們的MOSFET。
更快的切換並不一定與大功率應用有關。達林頓對(BJT)等可用於切換大功率。您的回答並不能解決問題的核心。
與MOSFET相比,功率達林頓速度慢!需要快速切換以最小化電感器尺寸並提高效率。
“快速切換不一定與大功率應用程序有任何關係”,如果您每秒要切換數千次,那就可以。如果您每天切換一次,則不會。
與功率轉換和電動機控制相比,這種應用非常少見。
-1
@supercat如何使它們“更適合”?在許多應用中,2.5%是一筆巨大的交易。
@Mark:在某些應用中,2.5%可能是一個大問題,但在許多應用中,人們將比LED晶體管的基極消耗的250uA更加擔心LED消耗的10mA。我本人不會使用“更合適”這個詞,但是BJT通常比MOSFET便宜一些,並且在其他所有條件相同的情況下,BJT本身也使它們“更合適”。同樣,在某些應用中,為恆定電流電路連接BJT可能比MOSFET更容易。
dr3patel
2015-10-30 11:34:09 UTC
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幾乎沒有輸入電流(柵極電流)的FET器件是由微控制器驅動的LED的最佳選擇,因為微控制器不需要通過其裸片提供大量電流,從而保持其自身涼爽(散熱更少)芯片上),而LED電流幾乎全部通過外部FET通道驅動。是的,確實,典型FET器件的Ron非常低,可保持FET兩端的壓降低,這對低功率應用是有利的。在MOSFET的柵極上,而BJT可能不是這種情況。施加在MOSFET柵極上的任何電勢(噪聲)都會使溝道導電至某種程度。使用Mosfet驅動低Vt(閾值)的繼電器線圈並不高(但仍然足夠)。在這種情況下,如果您的微控制器正在驅動FET,則您可能希望獲得具有更高Vt(閾值)的FET。

Andrius Guitarmod
2017-05-09 16:45:08 UTC
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MOSFET對高電流要求更為堅固。例如,額定15A的Mosfet可以在短時間內通過60A(f.e.IRL530)的電流。15A額定BJT只能通過20A脈衝。此外,即使管芯較小,Mosfet的熱結點對殼體的抵抗力也更好。

您能否提供一個來源,為什麼這應該成為一般規則?


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