【E問E答】三極管開關(guān)電路和場效應(yīng)管電路優(yōu)劣比較？

　　一般我們在做電路設(shè)計時候，三極管開關(guān)電路和MOS管開關(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;然后就是成本問題，三極管便宜，MOS管貴;其次是功耗問題，三極管損耗大;最后是驅(qū)動能力，MOS管常用來電源開關(guān)，以及大電流地方開關(guān)電路。實際上就是三極管比較便宜，用起來方便，常用在數(shù)字電路開關(guān)控制。

　　MOS管用于高頻高速電路，大電流場合，以及對基極或漏極控制電流比較敏感的地方。一般來說低成本場合，普通應(yīng)用的先考慮用三極管，不行的話考慮MOS管。實際上說電流控制慢，電壓控制快這種理解是不對的。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動來工作的，以npn管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時，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)的擴散運動，在此pn結(jié)處會感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場(即內(nèi)建電場)，當(dāng)基極外加正電壓的指向為基區(qū)指向發(fā)射區(qū)，當(dāng)基極外加電壓產(chǎn)生的電場大于內(nèi)建電場時，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?工程上一般認為0.7v)。但此時每個pn結(jié)的兩側(cè)都會有電荷存在，此時如果集電極-發(fā)射極加正電壓，在電場作用下，發(fā)射區(qū)的電子往基區(qū)運動(實際上都是電子的反方向運動)，由于基區(qū)寬度很小，電子很容易越過基區(qū)到達集電區(qū)，并與此處的PN的空穴復(fù)合(靠近集電極)，為維持平衡，在正電場的作用下集電區(qū)的電子加速外集電極運動，而空穴則為pn結(jié)處運動，此過程類似一個雪崩過程。集電極的電子通過電源回到發(fā)射極，這就是晶體管的工作原理。

　　三極管工作時，兩個pn結(jié)都會感應(yīng)出電荷，當(dāng)做開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時，三極管處于飽和狀態(tài)，如果這時三極管截至，pn結(jié)感應(yīng)的電荷要恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這個過程需要時間。而MOS三極管工作方式不同，沒有這個恢復(fù)時間，因此可以用作高速開關(guān)管。

　　場效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場效應(yīng)管;而在信號電壓較低，又允許從信號源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。

　　場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，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。被稱之為雙極型器件。

　　有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負，靈活性比晶體管好。場效應(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效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　場效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點，因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場效管做整個電子設(shè)備的輸入級，可以獲得一般晶體管很難達到的性能。

　　這里對于場效應(yīng)管的選擇來說，我們可以認為一般分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類，其控制原理都是一樣的。