Porównanie tranzystora NPN i tranzystora

Porównanie tranzystora NPN i tranzystora MOSFET z kanałem typu N
Porównanie tranzystora NPN i tranzystora
MOSFET z kanałem typu N
c
b
e
obciążenie
obciążenie
kanał-N D
NPN c
10k
b
G
S IRFZ40 bramka
BC547 e 1N4746
źródło
dren
18V
Rys. 1
Porównanie obu tranzystorów pokazuje powyższy rysunek. Dioda Zenera w bramce MOSFET-a wymagana jest tylko wtedy, gdy obwód
bramki jest zasilany z napięcia, którego wartość
może przekroczyć ok. 20V.
„Normalny” tranzystor jest elementem wykazującym wzmocnienie prądowe. Np., dla BC547,
chcąc uzyskać w kolektorze 100mA, do bramki
należy doprowadzić ok. 1mA, co oznacza, iż ma
on wzmocnienie prądowe =100. W przypadku
tranzystora polowego, taki parametr niema
sensu.
Odpowiednikiem, jest transkonduktancja tranzystora. O ile β jest parametrem bezwymiarowym, transkonduktancja (Forward Transconductance) jest stosunkiem prądu (∆I drenu)
do napięcia (∆U bramki). Jest to więc wielkość
mająca fizyczny wymiar, odpowiadający odwrotności rezystancji (ohm = volt/amper) ; 1/ohm
bywa nazywany „mho” lub (częściej) Siemens.
Dlatego, jest on (parametr nazywany transkonduktancją) trudniejszy w „potocznej akceptacji”, aczkolwiek z uwagi na sposób pracy tranzystora polowego, tylko taki ma sens. MOSFET-y
mocy, charakteryzuje zwykle duża dopuszczalna wartość prądu drenu. Np., tranzystorem
IRZ40 możemy sobie pozwolić kluczować 35A
prądu.
Prąd bramki będzie nadal znikomy, a napięcie na bramce (względem źródła) powinno być
wyższe od 3-4V. Tranzystor zachowa się (w obwodzie drenu), jak rezystor o wartości raptem
28mΩ. Niby niewiele. Ale przeliczmy. 35A x
0.028om = ok. 1V. A więc napięcie na tranzystorze będzie zbliżone do tego, co uzyskalibyśmy
w przypadku bipolarnego. A moc? I2R = 352 x
0.028, to już prawie 35W.
Dużo. Ale, to jednak dopiero przy 35-ciu
amperach. O prądzie w obwodzie drenu tranzystora, decyduje nie on sam (nie tranzystor),
lecz obwód obciążenia. Jeśli ograniczy on prąd
poniżej wartości 35A, IRFZ40 jest dobrym elementem dla tej aplikacji. Powyższy przykład liczbowy pokazuje, jak ważne jest „pełne włączenie”
tranzystora, jego kanału. Czyli, doprowadzenie
do bramki takiego napięcia, które zagwarantuje
Rds(on) na poziomie gwarantowanym przez
katalog.
K. Ś
SERWIS ELEKTRONIKI