Darlingtons, MOSFETS y uniones bipolares

Me doy cuenta de que hay docenas y docenas de tipos de transistores , cada uno utilizado para fines específicos. A veces hay una gran superposición; múltiples tipos pueden funcionar en un circuito dado, pero a veces solo un transistor específico es ideal.

Sin leer todos los detalles de cada tipo, ¿hay algún tipo de referencia rápida o guía que sea útil al investigar el tipo de transistor a utilizar? Por ejemplo, estoy familiarizado con algunos tipos de transistores, y a menudo los uso en mis proyectos. Eventualmente, alguien revisará el proyecto y dirá "¿Por qué no usas X en lugar de Y allí?" Es en ese momento que investigo X y aprendo algo nuevo.

Si hubiera una "infografía práctica de transistores", podría haberme ayudado a investigar todos los tipos relacionados con "X", así que habría sabido leerlos.

(Por ejemplo, estaba tratando de usar un diodo Zener en un circuito pero no sabía que lo que realmente quería era un supresor de voltaje transitorio. Algo que mostrara cómo se relacionan Zeners y TVS podría haber sido útil).

Buscar en Internet no produce mucho más que unos pocos árboles genealógicos de transistores y similares:

de Learning About Electronics

¿Alguien sabe (o desea crear) una guía útil de selección de transistores que no asuma que está familiarizado con todas las especies de transistores?

Su pregunta se destila a "¿cómo debo usar los transistores?" y la respuesta llena libros enteros . Los distribuidores llevan decenas de miles de transistores diferentes para satisfacer las necesidades de los diseñadores. Como consecuencia, no creo que pueda crear una infografía que sea completa, correcta y útil al mismo tiempo.

Lo que puedo darte es un conjunto de heurísticas:

Escoger...

• ... un BJT cuando :

  • necesitas un amplificador de corriente¹

  • tiene potencia para quemar, por lo que la corriente base requerida no le molesta

  • la "pata inferior" del transistor se puede tirar por encima de la "pata superior", y necesita este camino para no conducir cuando eso suceda, como lo haría en un MOSFET debido al diodo del cuerpo

  • necesitas explotar el diodo CB o EB ²

• ... un JFET cuando :

  • solo necesita una amplificación de señal pequeña³

  • la corriente base de un BJT sería un problema en su aplicación⁴

  • necesitas una resistencia controlada por voltaje

  • necesita una transconductancia más alta o un ruido de parpadeo más bajo del que obtendría con un MOSFET

  • necesita una fuente de corriente constante pequeña, discreta y de bajo conteo de componentes

• ... un MOSFET cuando :

  • necesitas un interruptor⁵

  • necesita una mayor impedancia de entrada que un BJT y no puede encontrar un IGBT que se ajuste a la factura

  • no puedes encontrar un JFET lo suficientemente estudioso para controlar la potencia que necesita tu circuito⁶

  • estabas mirando JFET, pero luego te diste cuenta de que necesitabas una operación en modo de mejora⁷

  • desea explotar el diodo del cuerpo inherente como una característica, en lugar de considerar que es un problema hacer frente

• ... un IGBT cuando :

  • necesitas algo que se comporte como una alta impedancia de entrada BJT

He ignorado en gran medida las combinaciones de transistores anteriores, porque una vez que comienzas a combinar transistores, las posibilidades literalmente se vuelven infinitas. Hoy tiene una gama de pares de Darlington a circuitos integrados de mil millones de transistores , con nuevos arreglos de circuitos que se diseñan todo el tiempo.

Hay muchos, muchos más tipos de transistores, pero en su mayor parte, desea descubrir todo lo anterior antes de pasar a ellos. Los otros son generalmente derivados de las clases anteriores, por lo que sin la conexión a tierra inicial, no tendrá base para seleccionar uno de los exóticos. Ejemplos:

• ¿Necesita explotar el hecho de que la base de un BJT es sensible a la luz cuando no está encapsulada? Bien, eso es un fototransistor .

• ¿Necesita múltiples emisores o colectores en su BJT? Claro, no hay problema, eso es fácil de crear en silicio; a menudo es útil y, por lo tanto, a menudo se ve en el nivel de silicio personalizado.

• ¿Necesita un BJT, pero mucho más rápido? De acuerdo, simplemente no usaremos silicio dopado para todo, combinaremos materiales en un transistor de heterounión .

• ¿Necesita empaquetar los transistores incluso más apretados de lo normal, pero tiene problemas con el efecto de canal corto ? Bien, te daremos un FinFET .

• ¿Necesita algo que funcione como un diodo y como un BJT? Bien, borraremos las líneas por ti y te daremos un UJT .

• ¿Necesita algo como un IGBT pero con menos pérdida y mayor ganancia de corriente? Un transistor de unión SiC podría ser lo que estás buscando.

Notas al pie

1. También puede hacer amplificadores de voltaje con bipolares, por supuesto.

2. Los BJT de pequeña señal son excelentes diodos de baja fuga.

3. Existen dispositivos de potencia tipo JFET, como CoolSIC de Infineon , pero son relativamente nuevos y exóticos, por lo que son caros.

4. Es por eso que hay tantos amplificadores operacionales de entrada JFET.

5. Todos los otros tipos de transistores también pueden actuar como un interruptor, pero los MOSFET se destacan en esto.

6. Un MOSFET de potencia no es lo mismo que un JFET de potencia ³, y no es la única alternativa, pero a menudo es la alternativa más simple y económica.

7. Los JFET son dispositivos inherentemente en modo de agotamiento, solo.

8. Una de mis respuestas aquí en EE. UU. Muestra tal circuito.