三极管和MOS管,二者的主要区别

1、工作性质:三极管用电流控制,MOS管属于电压控制.

2、成本问题:三极管便宜,mos管贵。

3、功耗问题:三极管损耗大。

4、驱动能力:mos管常用来电源开关,以及大电流地方开关电路。

三极管比较便宜,用起来方便,常用在数字电路开关控制。

MOS管用于高频高速电路,大电流场合,以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。

MOS管不仅可以做开关电路,也可以做模拟放大,因为栅极电压在一定范围内的变化会引起源漏间导通电阻的变化。

二者的主要区别就是:

双极型管是电流控制器件(通过基极较小的电流控制较大的集电极电流),MOS管是电压控制器件(通过栅极电压控制源漏间导通电阻)。

MOS管(场效应管)的导通压降下,导通电阻小,栅极驱动不需要电流,损耗小,驱动电路简单,自带保护二极管,热阻特性好,适合大功率并联,缺点开关速度不高,比较昂贵。

三极管开关速度高,大型三极管的Ic可以做的很大,缺点损耗大,基极驱动电流大,驱动复杂。

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。要真正理解得了解双极晶体管和mos晶体管的工作方式才能明白。

三极管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(电子)才有可能从基区流向发射区,此电压的zui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(实际上都是电子的反方向运动),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(靠近集电极),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,此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,这就是晶体管的工作原理。

三极管工作时,两个pn结都会感应出电荷,当做开关管处于导通状态时,三极管处于饱和状态,如果这时三极管截至,pn结感应的电荷要恢复到平衡状态,这个过程需要时间。而mos三极管工作方式不同,没有这个恢复时间,因此可以用作高速开关管。

(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。

(2)场效应管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。

(3)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。

(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

(5)场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点,因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级,可以获得一般晶体管很难达到的性能。

(6)场效应管分成结型和绝缘栅型两大类,其控制原理都是一样的。

其他比较:

1、三极管是双极型管子,即管子工作时内部由空穴和自由电子两种载流子参与。

场效应管是单极型管子,即管子工作时要么只有空穴,要么只有自由电子参与导电,只有一种载流子。

2、三极管属于电流控制器件,有输入电流才会有输出电流。

场效应管属于电压控制器件,没有输入电流也会有输出电流。

3、三极管输入阻抗小,场效应管输入阻抗大。

4、有些场效应管源极和漏极可以互换,三极管集电极和发射极不可以互换。

5、场效应管的频率特性不如三极管。

6、场效应管的噪声系数小,适用于低噪声放大器的前置级。

7、如果希望信号源电流小应该选用场效应管,反之则选用三极管更为合适。

### MOSFET与BJT的区别及应用场景对比 #### 基本结构工作原理 MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)通过栅极电压控制源极漏极之间的导电沟道,属于电压驱动型器件;而BJT(双极结型晶体管),则是依靠基极电流来调节集电极发射极间的电流流动,是一种电流驱动型器件[^1]。 #### 驱动特性 由于MOSFET几乎不吸取输入端的静态电流,因此其具有非常高的输入阻抗。相比之下,BJT需要一定的基极偏置电流才能正常运作,在放大状态下该电流虽小但仍不可忽略,这意味着它拥有较低的输入电阻。 #### 开关速度性能 对于开关频率而言,MOSFET因为内部寄生参数较少以及不需要处理储存电荷问题,所以能够实现更快的速度切换操作。特别是在高频电路里表现出色。然而,当涉及到高功率水平下的快速转换时,则需考虑其他类型的电力电子组件如IGBT等替代方案[^2]。 #### 功耗考量 在低功耗设计方面,MOSFET往往占据优势地位——尤其是在微弱信号放大部分或是便携式电子产品之中。这是因为除了开启瞬间外基本上不存在持续性的能量损耗。相反地,尽管现代工艺改进已经大大降低了传统意义上的“穿透”现象所带来的影响,但在某些特定条件下仍然可能造成不必要的能耗增加情况发生在基于BJT构建起来的应用场合下。 #### 应用场景分析 - **MOSFET适用范围** - 更倾向于用于中小功率、高速度变化环境中的斩波器、逆变电源等领域; - 对于那些追求效率最大化并希望减少散热管理复杂程度的产品来说尤为合适。 - **BJT适用领域** - 主要应用于模拟音频放大设备以及其他一些对线性度有较高要求的地方; - 当面对较大负载电流需求时不失为一种可靠的选择,尤其是一些传统的工业控制系统内经常可见到它的身影。 ```python # 示例代码展示如何简单区分两者使用场景 (伪代码) if application_requires_high_frequency_and_low_voltage: choose_device = "MOSFET" elif application_involves_heavy_current_at_lower_frequencies: choose_device = "BJT" else: evaluate_other_factors() ```
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