¿Cuál es la diferencia entre MOSFET y BJT (desde una perspectiva de análisis de circuito)?

Al analizar circuitos con transistores en ellos, ¿cuándo hace una diferencia si son MOSFET o BJT?

transistors analysis

— Andres Riofrio
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La respuesta que escribí para esta otra pregunta se aplica a esta pregunta: electronics.stackexchange.com/questions/14440/…

Diferencias principales / Áspero: los MOSFETS son impulsados por voltaje y controlan efectivamente la resistencia de un canal resistivo bidireccional. Se necesita corriente cero (así que 0 potencia) para mantener, PERO una carga sustancial necesita entrar y salir de la compuerta para variar la unidad de manera que los transitorios de corriente tan alta en la compuerta. El | Los BJT son impulsados por corriente y controlan una unión unidireccional cuya capacidad para pasar corriente está controlada. Las bases requieren corriente relacionada con la corriente del colector, por lo que tienen necesidad de energía estática cuando están encendidas. En ALGUNAS circunstancias, el uso de unidades externas y circuitos de retroalimentación permitirán intercambiar MOSFET y BJT.

— Russell McMahon

posible duplicado de cuándo usar qué transistor

— Olin Lathrop

Respuestas:

Desde el punto de vista del diseño, la diferencia principal y más evidente es la corriente base: como dijo Russel, el bipolar es impulsado por la corriente, lo que significa que la corriente que fluye hacia el Colector será proporcional a la corriente que fluye en la Base (y el Emisor generará la suma para el KCL); el MOSFET, en cambio, tiene una impedancia de compuerta muy alta, y solo al poner un voltaje más alto que el umbral lo activará.

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Por otro lado, su ganancia fija puede ser insuficiente para usarlo como un interruptor, donde se usa una entrada de baja potencia para encender una carga de alta corriente: en ese caso, la configuración de Darlington (dos BJT en cascada) puede ayudar, pero MOS no tiene este problema porque su ganancia de corriente es prácticamente infinita (no hay corriente de puerta como dijimos).

Otro aspecto que puede ser relevante es que al MOS, que se controla mediante carga en la puerta, no le gusta que esté flotando (no conectado): en ese caso, está expuesto al ruido y dará como resultado un comportamiento impredecible (posiblemente destructivo). El BJT, que requiere una corriente base, es más robusto en este sentido.

Por lo general, los BJT también tienen un umbral más bajo (alrededor de 0.7 V vs 1+ V para el MOS), pero esto depende mucho del dispositivo y no siempre se aplica.

— clabacchio
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¡¡He visto MOSFET literalmente comiendo enormes cantidades de corriente en la puerta (descuidas las capacidades de la puerta y el rendimiento del transistor para frecuencias de operación más altas) !! No es una respuesta válida si no menciona el modelo detrás del transistor ... de lo contrario, su explicación sonará como un montón de reglas que provienen de quién sabe dónde siguen esos transistores ... Enumerar todas las reglas que sigue un transistor será conducir a muchos si y aún más contradicciones. Consulte el modelo, habla por sí solo :)

— gmagno

@gmagno podríamos hablar todo el día sobre modelos, efectos de segundo orden y alta frecuencia, dependencia de la temperatura y efectos de canales cortos; Solo traté de darle al OP algunas pistas sobre qué esperar al mirar un circuito con transistores. Y hay algunas cosas que el modelo no dice, y que es más probable que se encuentren en las hojas de datos. Solo estoy aprendiendo cuántas de las cosas que estaba asumiendo por mi conocimiento teórico estaban mal.

— clabacchio

Creo que es justo y útil describir cómo un MOSFET ideal difiere de un BJT ideal, y dado que el MOSFET ideal no tiene capacitancia de compuerta, no consume corriente de compuerta. Por otro lado, también sería útil mencionar las formas cualitativas en que los MOSFET y BJT difieren de sus modelos ideales. La capacitancia de la puerta debe ser parte de eso, al igual que la respuesta al calor. Los BJT se comportan mejor cuando se calientan, mientras que los MOSFET se comportan peor, lo que afecta las circunstancias que condujeron a la estabilidad térmica y las que causaron el descontrol térmico.

— supercat

@supercat ok, estoy de acuerdo con los dos, y también creo que se entienden mejor sabiendo cómo funcionan; Lo que digo es que a menudo será casi inútil conocer la ecuación Ids del transistor MOS porque contiene parámetros que la hoja de datos no tiene. Por lo tanto, usarlo se atascará.

— clabacchio

@clabacchio: tiendo a pensar que los MOSFET tienen cierto voltaje de compuerta por debajo del cual están "apagados", otro voltaje por encima del cual están "encendidos" y conducirán una cierta cantidad mínima de corriente (quizás más, si está disponible) , y un rango de voltajes entre los cuales pueden hacer lo que quieran. No es un modelo terriblemente detallado, pero uno que coincide bastante bien con la realidad en las partes definidas y que define lo suficiente para muchos propósitos.

— supercat

Diferencia cuantitativa

Realmente depende del tipo de circuito y los niveles de voltaje con los que está tratando. Pero en términos generales, un transistor (BJT o FET) es un componente "complejo" (por complejo quiero decir, no es una resistencia, un condensador, un inductor ni un suministro ideal de voltaje / corriente), lo que significa desde un punto de análisis de circuito desde el punto de vista de que primero debe elegir el modelo correcto para el transistor, es decir, un circuito hecho de componentes no "complejos" que representan el comportamiento del transistor (google para el modelo Hybrid-pi), para analizarlo. Ahora, si observa ambos modelos, BJT y MOSFET, podrá compararlos cuantitativamente y comprender las diferencias. La forma en que elige el modelo correcto depende de diferentes factores, a saber:

exactitud
complejidad
si es para señal pequeña o grande

(Sólo para nombrar unos pocos)

Diferencia cualitativa:

Consulte algunas de las publicaciones sobre transistores aquí en el foro (por ejemplo, de David Kessner)

— gmagno
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Lo sentimos, pero esto no responde la pregunta, es solo una forma abstracta y de alguna manera filosófica de abordar el problema. Solo hablar de corriente base sería mejor.

— clabacchio

Hablar sobre la corriente base sería subestimar la pregunta. Por lo general, trato de ayudar con los conceptos en lugar de limitar mi respuesta a lo obvio y lo que generalmente se escucha en las clases.

— gmagno

Al analizar el circuito, esto hará la diferencia porque el modelo eléctrico equivalente de BJT es diferente de FET porque, como hablan antes, la característica de BJT no es como FET.

Como se puede ver en esta imagen modelo equivalente de FET

Y esto se debe a la enorme resistencia de entrada de FET.

Por cierto, si usamos una configuración no favorable, la resistencia de entrada puede volverse pequeña como lo que sucede cuando usamos una puerta común o una base común.

— Yahya Tawil
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