transistor como diodo de baja fuga

Encontré esta aplicación en la hoja de datos OP77 de AD :

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Aparentemente, ellos (ab) usan la unión BC del transistor 2N930 como diodo de baja fuga. ¿Hay alguna razón por la que elegiría un transistor en lugar de un diodo real de baja fuga para esto?

transistors diodes

— stevenvh
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A mí también me parece extraño.

— Olin Lathrop

Guau. Normalmente me preocuparía la captación de ruido en ese emisor flotante. También me gusta cómo arrojaron FET allí (y dibujaron mal el símbolo; D y S no deberían estar conectados así).

— Mike DeSimone

@OrigamiRobot - No. Una unión base-emisor tiene la misma polaridad que una unión base-colector. Este es un NPN, por lo que la base es el Pánodo del diodo.

— stevenvh

Supongo que podría ser más barato, si está comprando a granel y está usando ese tranny en otra parte de su diseño.

— Jim

@ Jim - No creo que esa sea la razón. Los ejemplos de aplicación en las hojas de datos generalmente no tienen costos optimizados. Se entregan para que el ingeniero de diseño pueda comenzar. La optimización de costos es parte del diseño, que solo comienza allí. Gracias por tus pensamientos, sin embargo.

— stevenvh

Respuestas:

La razón es un tiempo de recuperación. Diodo puede tener 3 microsegundos, BJT es solo 5pF * N ohm ~ docena de nanosegundos. El diodo es mejor que BJT en un rango más lento, tiene corriente pA, cuando BJT tiene nA.

La física de la recuperación rápida para BJT puede explicarse por la muy baja capacitancia volumétrica (baja carga) de la base, porque la base BJT es muy delgada por diseño.

Supongo que los diodos de baja fuga tienen una distancia mucho más larga a través de la unión (gradientes de dopaje descendentes o incluso huecos), cuando los portadores deben acercarse a la región por difusión térmica, tunelado, lo que lleva tiempo. El espacio de diodo tiene un volumen muy grande (en comparación con el volumen base BJT) para llenar con portadores durante el tiempo de recuperación.

+1 por hacerme pensar. ¿Significa esto que una unión CB podría ser un buen diodo para un SMPS? Suponiendo que el transistor tiene una clasificación de corriente base razonable. ¿Sería el mismo rendimiento si BE tuviera un cortocircuito en este diodo CB?

— Autista

@Autistic tu pregunta en el comentario fue interesante. ¿Has encontrado algo en los últimos 6 meses para responder a tus preguntas?

— efox29

La razón tiene que ver con la corriente de fuga. La unión BC supera a todos los diodos de baja fuga en más de un factor de 10. Un diodo de baja fuga muy usado, el BAV116, está clasificado para 5nA de corriente de fuga de revoluciones. La unión BC de un 2N3904 está muy por debajo de 30pA a temperatura ambiente. El uso de la unión BE es una fuga aún menor, generalmente alrededor de 5pA. No puede tocar esto con diodos estándar de baja fuga. Hay diodos basados en FET muy caros que son más bajos, pero son raros. La ventaja de la unión BC es que su voltaje inverso es el del transistor. Usando BE, la unión se "Zener" a 6-7 voltios. Sigue siendo bastante útil en circuitos de bajo voltaje o incluso como una abrazadera asimétrica.

He usado 2N3904s para diodos de baja fuga durante años con excelentes resultados. Solo preste atención a la corriente directa máxima a través de su cruce seleccionado.

En el circuito de ejemplo, se usó la unión BC debido al rango de voltaje. Aumentó el tiempo de retención del condensador de muestra al reducir la fuga de revoluciones a la salida del amplificador operacional. Creo que la fuga del mosfet de reinicio dominará este circuito ya que la polarización de entrada del AD820 es típicamente de 2pA.

— David R Taylor
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Características térmicas? BJT puede ser disipado por calor con bastante facilidad con un clip, o montado en una caja para acoplamiento térmico mecánico. Si el amplificador operacional OP77 también se elige como carcasa circular, entonces un disipador térmico de montaje doble es fácil de instalar mecánicamente.

— Jonathan Cline
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Esta no es exactamente una aplicación de energía, la disipación en el diodo estaría en el rango de mW. No creo que esa sea la razón. Gracias por tus pensamientos, sin embargo.

— stevenvh

La coincidencia térmica coincidirá con las beta incluso a temperaturas frías. No necesariamente destinado a disipar el calor. Sin embargo, solo adivinando el propósito original.

— Jonathan Cline