Дарлингтоны, MOSFETS и биполярные соединения

Я понимаю, что существуют десятки видов транзисторов , каждый из которых используется для определенных целей. Иногда происходит большое совпадение; Несколько типов могут работать в данной цепи, но иногда идеальным является только конкретный транзистор.

Не читая все особенности каждого вида, есть ли какой-нибудь краткий справочник или руководство, которое полезно при исследовании типа используемого транзистора? Например, я знаком с некоторыми видами транзисторов и часто использую их в своих проектах. В конце концов кто-то пересмотрит проект и скажет: «Почему бы вам не использовать X вместо Y?» В этот момент я исследую X и узнаю что-то новое.

Если бы была «удобная инфографика транзисторов», это могло бы помочь мне исследовать все типы, связанные с «Х», так что я бы знал, как их прочитать.

(Например, я пытался использовать стабилитрон в цепи, но не знал, что я действительно хотел, чтобы был ограничитель переходного напряжения. Что-то, показывающее, как связаны стабилитроны и TVS, могло бы быть полезным.)

Поиск в Интернете не дает ничего, кроме нескольких транзисторных родословных и тому подобного:

Из изучения электроники

Кто-нибудь знает (или хочет создать!) Полезное руководство по выбору транзисторов, которое не предполагает, что вы знакомы со всеми видами транзисторов?

Ваш вопрос касается "как я должен использовать транзисторы?" и ответ заполняет целые книги . Дистрибьюторы несут десятки тысяч различных транзисторов, чтобы удовлетворить потребности дизайнеров. Как следствие, я не верю, что вы можете создать инфографику, которая будет полной, правильной и полезной одновременно.

То, что я могу вам дать, это набор эвристик:

Выберите...

• ... BJT когда :

  • вам нужен усилитель тока

  • у вас есть сила гореть, поэтому необходимый базовый ток вас не беспокоит

  • «нижняя ветвь» транзистора может быть вытянута над «верхней ветвью», и вам нужно, чтобы этот путь не проводил, когда это происходит, как это было бы в MOSFET из-за диода корпуса

  • вам нужно использовать диод CB или EB ²

• ... JFET, когда :

  • вам нужно только усиление слабого сигнала³

  • базовый ток BJT будет проблемой в вашем приложении⁴

  • вам нужно контролируемое напряжение

  • вам нужна более высокая проводимость или меньший шум, чем при использовании полевого МОП-транзистора

  • вам нужен маленький, дискретный источник постоянного тока с малым количеством компонентов

• ... МОП-транзистор, когда :

  • тебе нужен переключатель⁵

  • вам нужен более высокий входной импеданс, чем у BJT, и вы не можете найти IGBT, отвечающий всем требованиям

  • вы не можете найти JFET достаточно для того, чтобы контролировать мощность, необходимую вашей цепи…

  • вы смотрели на JFET, но потом поняли, что вам нужна работа в режиме улучшения⁷

  • Вы хотите использовать встроенный в корпус диод как особенность, а не считать, что это проблема, с которой нужно справиться⁸

• ... IGBT, когда :

  • вам нужно что-то, что ведет себя как высокий входной импеданс BJT

Я в значительной степени игнорировал вышеописанные комбинации транзисторов, потому что, как только вы начнете комбинировать транзисторы, возможности буквально станут бесконечными. Сегодня у вас есть диапазон от пар Дарлингтона до миллиардов транзисторных ИС , с постоянно разрабатываемыми новыми схемами.

Существует много, много других типов транзисторов, но по большей части вы должны разобраться со всем вышеперечисленным, прежде чем переходить к ним. Другие, как правило, являются производными от вышеупомянутых классов, поэтому без первоначального обоснования у вас не будет оснований для выбора одного из экзотических. Примеры:

• Нужно использовать тот факт, что база BJT чувствительна к свету, когда не инкапсулирована? Хорошо, это фототранзистор .

• Нужно несколько эмиттеров или коллекторов на вашем BJT? Конечно, нет проблем, это легко создать в кремнии; это часто полезно и, следовательно, часто можно увидеть на пользовательском уровне кремния.

• Нужен BJT, но намного быстрее? Хорошо, мы просто не будем использовать легированный кремний для всего, мы объединим материалы в гетеропереходный транзистор .

• Нужно упаковать транзисторы еще плотнее, чем обычно, но столкнуться с проблемами с эффектом короткого канала ? Хорошо, мы дадим вам FinFET .

• Нужно что-то, что работает как диод, и как BJT? Хорошо, мы размыт для вас линии и дадим вам UJT .

• Нужно что-то вроде IGBT, но с меньшими потерями и большим усилением тока? SiC плоскостной транзистор может быть то , что вы ищете.

Сноски

1. Конечно, вы также можете сделать усилители напряжения с биполярным соединением.

2. BJT со слабым сигналом создают отличные диоды с малой утечкой.

3. Существуют JFET-подобные устройства питания, такие как CoolSIC от Infineon , но они относительно новые и экзотические, а значит, и дорогие.

4. Вот почему существует так много операционных усилителей JFET.

5. Все остальные типы транзисторов также могут выступать в качестве переключателя, но MOSFETs превосходны в этом.

6. Мощный MOSFET - это не то же самое, что мощный JFET, и это не единственная альтернатива, но зачастую это самая простая и дешевая альтернатива.

7. JFET по сути являются только устройствами в режиме обеднения.

8. Один из моих ответов здесь, в EE.SE, показывает такую ​​схему.