Quelle est la différence entre les MOSFET et les BJT (du point de vue de l'analyse de circuit)?

Lors de l'analyse de circuits contenant des transistors, quand est-ce que cela fait une différence, qu'il s'agisse de MOSFET ou de BJT?

transistors analysis

— Andres Riofrio
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La réponse que j'ai écrite pour cette autre question s'applique à cette question: electronics.stackexchange.com/questions/14440/…

Différences principales / approximatives: les MOSFETS sont entraînés en tension et contrôlent efficacement la résistance d'un canal résistif bidirectionnel. Un courant nul (donc 0 puissance) nécessaire pour tenir MAIS une charge substantielle doit être balayée à l'intérieur et à l'extérieur de la grille pour faire varier les transitoires de courant si élevés à la grille. | Les BJT sont pilotés par le courant et contrôlent une jonction unidirectionnelle dont la capacité à faire passer le courant est contrôlée. Les bases nécessitent un courant lié au courant du collecteur, donc ont besoin d'électricité statique lorsqu'elles sont allumées. Dans CERTAINES circonstances, l'utilisation de circuits externes de commande et de rétroaction permettra l'échange de MOSFET et de BJT.

— Russell McMahon

doublon possible de Quand utiliser quel transistor

— Olin Lathrop

Réponses:

Du point de vue de la conception, la différence principale et la plus évidente est le courant de base: comme l'a dit Russel, le bipolaire est commandé par le courant, ce qui signifie que le courant circulant dans le collecteur sera proportionnel au courant circulant dans la base (et l'émetteur affichera la somme pour la KCL); le MOSFET à la place, a une impédance de grille très élevée, et le simple fait de mettre une tension supérieure au seuil l'activera.

$h_{FE}$

D'un autre côté, son gain fixe peut être insuffisant pour l'utiliser comme commutateur, où une entrée de faible puissance est utilisée pour activer une charge à courant élevé: dans ce cas, la configuration Darlington (deux BJT en cascade) peut aider, mais MOS n'a pas ce problème car son gain de courant est pratiquement infini (pas de courant Gate comme nous l'avons dit).

Un autre aspect qui peut être pertinent est que le MOS, contrôlé par la charge dans la porte, n'aime pas qu'il flotte (non connecté): dans ce cas, il est exposé au bruit et entraînera un comportement imprévisible (peut-être destructeur). Le BJT, nécessitant un courant de base, est plus robuste en ce sens.

Habituellement, les BJT ont également un seuil inférieur (environ 0,7 V vs 1+ V pour le MOS), mais cela dépend beaucoup de l'appareil et ne s'applique pas toujours.

— clabacchio
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J'ai vu des MOSFET manger littéralement d' énormes quantités de courant à la porte (vous négligez les capacités de la porte et les performances du transistor pour des fréquences de fonctionnement plus élevées) !! Ce n'est pas une réponse valable si vous ne mentionnez pas le modèle derrière le transistor ... sinon, votre explication ressemblera à un tas de règles qui viennent de qui sait où ces transistors suivent ... Liste de toutes les règles qu'un transistor suit conduire à de nombreux si et encore plus de contradictions. Veuillez vous référer au modèle, il parle par lui-même :)

— gmagno

@gmagno nous pourrions parler toute la journée des modèles, des effets de second ordre et à haute fréquence, de la dépendance à la température et des effets de canal court; J'ai juste essayé de donner à l'OP quelques conseils sur ce à quoi s'attendre en regardant un circuit avec des transistors. Et il y a certaines choses que le modèle ne dit pas, et qui sont plus susceptibles d'être trouvées dans les fiches techniques. J'apprends juste combien de choses que je supposais de ma connaissance théorique étaient fausses.

— clabacchio

Je pense qu'il est juste et utile de décrire en quoi un MOSFET idéal diffère d'un BJT idéal, et puisque le MOSFET idéal n'a pas de capacité de grille, il ne tire aucun courant de grille. D'un autre côté, il serait également utile de mentionner les différences qualitatives entre les MOSFET et les BJT par rapport à leurs modèles idéaux. La capacité de la porte devrait en faire partie, tout comme la réponse thermique. Les BJT conduisent mieux lorsqu'ils deviennent chauds, tandis que les MOSFET conduisent moins bien, affectant ainsi les circonstances qui ont conduit à la stabilité thermique et celles qui provoquent un emballement thermique.

— supercat

@supercat ok, je suis d'accord avec vous deux, et je pense aussi qu'ils sont mieux compris en sachant comment ils fonctionnent; ce que je dis, c'est que souvent il sera presque inutile de connaître l'équation Ids du transistor MOS car il contient des paramètres que la fiche technique n'a pas. Donc, son utilisation entraînera un blocage.

— clabacchio

@clabacchio: J'ai tendance à penser que les MOSFET ont une certaine tension de grille en dessous de laquelle ils sont "éteints", une autre tension au-dessus de laquelle ils sont "allumés" et conduiront une certaine quantité minimale de courant (peut-être plus, si disponible) et une gamme de tensions entre lesquelles ils peuvent faire ce qu'ils veulent. Pas un modèle terriblement détaillé, mais un modèle qui correspond assez bien à la réalité dans les parties définies, et qui définit suffisamment pour de nombreuses fins.

— supercat

Différence quantitative:

Cela dépend vraiment du type de circuit et des niveaux de tension auxquels vous avez affaire. Mais d'une manière générale, un transistor (BJT ou FET) est un composant "complexe" (par complexe je veux dire, ce n'est pas une résistance, un condensateur, une inductance ni une alimentation idéale en tension / courant), ce qui signifie à partir d'un point d'analyse de circuit de vue, que vous devez d'abord choisir le bon modèle pour le transistor, c'est-à-dire un circuit composé de composants non "complexes" qui représentent le comportement du transistor (google pour le modèle Hybrid-pi), afin de l'analyser. Maintenant, si vous regardez les deux modèles BJT et MOSFET, vous pourrez les comparer quantitativement et comprendre les différences. La façon dont vous choisissez le bon modèle dépend de différents facteurs, à savoir:

précision
complexité
si c'est pour un signal petit ou grand

(Juste pour en nommer quelques-uns)

Différence qualitative:

Consultez certains des articles sur les transistors ici dans le forum, (par exemple celui de David Kessner)

— gmagno
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Désolé mais cela ne répond pas à la question, c'est juste une manière abstraite et philosophique de résoudre le problème. Il serait préférable de simplement parler du courant de base.

— clabacchio

Parler du courant de base serait sous-estimer la question. Habituellement, j'essaie d'aider avec les concepts au lieu de limiter ma réponse à l'évidence et à ce qui est généralement entendu dans les classes.

— gmagno

Dans l'analyse du circuit, cela fera la différence car le modèle électrique équivalent du BJT est différent du FET car, comme ils parlent avant, la caractéristique du BJT n'est pas comme le FET.

Comme vous pouvez le voir sur cette photo modèle équivalent de FET

Et cela est dû à l'énorme résistance d'entrée du FET.

Soit dit en passant, si nous utilisons une configuration non favorable, la résistance d'entrée peut devenir petite comme ce qui se passe lorsque nous utilisons une porte commune ou une base commune.

— yahya tawil
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