MOSFET จะเหมาะสมกว่าสวิตช์มากกว่าเมื่อใด

ในการทดลองของฉันฉันใช้เพียง BJT เป็นสวิตช์ (สำหรับการเปิดและปิดสิ่งต่าง ๆ เช่น LED และเช่นนั้น) สำหรับเอาต์พุต MCU ของฉัน ฉันได้รับการบอกเล่าซ้ำ ๆ ว่า MOSFET โหมดเพิ่มประสิทธิภาพ N-channel เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับสวิตช์ (ดูตัวอย่างที่นี่และที่นี่ ) แต่ฉันไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจว่าทำไม ฉันรู้ว่า MOSFET ไม่มีของเสียที่ประตูที่ฐานของ BJT ทำ แต่นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับฉันเนื่องจากฉันไม่ได้ใช้แบตเตอรี่ MOSFET ยังไม่ต้องการตัวต้านทานแบบอนุกรมที่มีเกท แต่โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องมีตัวต้านทานแบบเลื่อนลงเพื่อให้เกทไม่ลอยเมื่อรีบูต MCU (ใช่ไหม) ไม่มีการลดจำนวนชิ้นส่วนลง

ดูเหมือนจะไม่มีส่วนเกินที่ยอดเยี่ยมของ MOSFET ระดับตรรกะที่สามารถเปลี่ยนกระแสที่ BJT ราคาถูกสามารถ (~ 600-800mA สำหรับ 2N2222 เป็นต้น) และที่มีอยู่ (ตัวอย่างเช่น TN0702) หายากและแพงกว่ามาก

MOSFET เหมาะสมกว่า BJT เมื่อใด เหตุใดฉันจึงถูกบอกว่าควรใช้ MOSFET อย่างต่อเนื่อง

BJT นั้นเหมาะสมกว่า MOSFET มากสำหรับการขับเคลื่อน LED ที่ใช้พลังงานต่ำและอุปกรณ์ที่คล้ายกันจาก MCU MOSFET นั้นดีกว่าสำหรับแอปพลิเคชั่นพลังงานสูงเพราะสามารถสลับได้เร็วกว่า BJT ทำให้สามารถใช้ตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กลงในอุปกรณ์สวิตช์โหมดซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพ

BJT ของเสียบางอย่างในปัจจุบันเมื่อใดก็ตามที่พวกเขาเปิดอยู่โดยไม่คำนึงว่าโหลดจะวาดอะไรหรือไม่ ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่การใช้ BJT เพื่อให้พลังงานแก่บางสิ่งที่โหลดเป็นตัวแปรสูง แต่มักจะต่ำจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก หาก BJT ถูกใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพบางอย่างด้วยการดึงกระแสที่คาดการณ์ได้ (เช่น LED) ปัญหานี้ก็ไม่ได้แย่ หนึ่งสามารถเพียงตั้งค่าตัวปล่อยเบสฐานเป็นส่วนเล็ก ๆ ของกระแสไฟ LED

$R_{ds(on)}$$V_{ce(sat)}$

$V_{ce(sat)}$$0.4V - 1V$

$R_{ds(on)}$$1.25 \Omega$

คุณจะเห็นได้ว่า VN2222 จะกระจายน้อยลงไปทั่วแหล่งระบาย

นอกจากนี้ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ MOSFET เป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เกตช่วยให้กระแสผ่านอุปกรณ์ เนื่องจากเกตมีความต้านทานสูงต่อแหล่งที่มาคุณไม่จำเป็นต้องใช้เกตกระแสคงที่เพื่อให้อคติกับอุปกรณ์ - คุณต้องเอาชนะความจุโดยธรรมชาติเท่านั้นเพื่อให้เกตมีประจุเพิ่มขึ้น

BJT นั้นเหมาะสมกว่าในบางสถานการณ์เพราะมักจะถูกกว่า ฉันสามารถซื้อ TO92 BJT ได้ในราคาเพียง 0.8p แต่ MOSFET ไม่ได้เริ่มต้นที่ 2p แต่มันอาจจะฟังดูไม่ค่อยดีเท่าไหร่ แต่มันสามารถสร้างความแตกต่างได้มากหากคุณจัดการกับผลิตภัณฑ์ที่มีความอ่อนไหวด้านราคา

อุปกรณ์ FET ที่แทบจะไม่มีกระแสอินพุต (เกตกระแส) เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับ LED ที่ขับเคลื่อนโดยไมโครคอนโทรลเลอร์เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่จำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟจำนวนมากผ่านทางแม่พิมพ์ทำให้มันเย็นตัวลง (ลดการกระจายความร้อนบนชิป) ในขณะที่กระแสไฟ LED เกือบทั้งหมดขับเคลื่อนผ่านช่อง FET ภายนอก ใช่มันเป็นความจริงเช่นกันว่ารอนของอุปกรณ์ FET ทั่วไปนั้นมีแรงดันตกคร่อมต่ำใน FET ซึ่งเป็นข้อดีสำหรับการใช้พลังงานต่ำ

อย่างไรก็ตามมีข้อเสียบางประการเมื่อพูดถึงภูมิคุ้มกันเสียงรบกวนที่ประตูของ MOSFET ซึ่งอาจไม่ใช่กรณีของ BJTs ความเป็นไปได้ใด ๆ (เสียงรบกวน) ที่ใช้ที่ประตูของ MOSFET จะทำให้ช่องทางดำเนินไปจนถึงระดับหนึ่ง ไม่มาก (แต่ก็เพียงพอ) ในการใช้ Mosfet เพื่อขับเคลื่อนคอยล์รีเลย์ที่มี Vt ต่ำ (ขีด จำกัด ) ในกรณีนั้นถ้าไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณกำลังขับ FET คุณอาจต้องการ FET ที่มี Vt (ธรณีประตู) ที่สูงขึ้น

MOSFET นั้นแข็งแกร่งกว่าสำหรับความต้องการกระแสสูง ตัวอย่างเช่น Mosfet ที่ได้รับคะแนน 15A สามารถผ่าน 60A (fe IRL530) ของกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้น ๆ BJT ที่ได้คะแนน 15A สามารถส่งพัลส์ได้ 20A เท่านั้น Mosfets ยังมีทางแยกความร้อนที่ดีกว่าในการต้านทานตัวเรือนแม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่า