Para conocer los pros y los contras de los transistores BJT versus FET, primero debemos saber cuál es su uso en el circuito y luego podremos comprender los beneficios y las pérdidas de los transistores BJT versus FET.
Uso de Bjt: este es el mejor dispositivo en la mayoría de aplicaciones analógicas ‘lineales’. interruptores, lógica, etc. más adecuados para cmos. Sin embargo, obtener acceso a bjt en procesos modernos es menos común. La integración es una tecnología de proceso que se mueve hacia CMOS y bipolares en un nicho más amplio.
- Bjt tiene una relación exponencial: ic = is*exp( vbe / vt )
- Cmos se acerca porque las longitudes de los canales están disminuyendo en los nodos de proceso modernos… pero ese aún no es el caso. Predigo que puede alcanzar exp() pero no superarlo.
- Esta gran característica de la señal es fuertemente no lineal (aunque muchos dicen que el bjt es más lineal, esto en realidad es incorrecto). esta alta derivada da como resultado una alta transconductancia. La transconductancia (gm) es una excelente herramienta en circuitos analógicos. proporciona ganancia, velocidad (más de gm ayuda con la compensación de retroalimentación) y lo hace con una corriente de polarización más baja (dispositivos más pequeños).
- Las características exp() brindan ecuaciones simples y confiables para el análisis manual… no es realmente una razón para usar el dispositivo, pero es más fácil de manejar.
- Menor ruido que CMOS. mejor GM, mejor ruido.
- Ruido de parpadeo mínimo. cmos es notoriamente malo para el ruido brillante, especialmente en las geometrías más finas.
- Mejor impedancia de salida.
- Ganancia intrínseca del dispositivo mucho mayor.
- Mejor coincidencia (a diferencia de las entradas anteriores), el bjt tiene una entrada inferior denominada vbe offset. La razón por la que algunas personas ven una mayor sensibilidad es que la transconductancia es tan grande que pequeñas compensaciones conducen a mayores desviaciones de sesgo de corriente. Es fácil de gestionar. Preferiría tener un cambio de entrada bajo en comparación con una mala combinación con un mal GM para estabilizarlo.
Usos de Cmos: la única opción real para la lógica, pero también tiene algunas ventajas analógicas interesantes. El mayor impulso para CMOS es la integración con aplicaciones digitales. La integración impulsa todo el desarrollo ic hacia CMOS para contenido digital. Sólo más aplicaciones de nicho todavía usan bipolar.
- Interruptores. cmos hace grandes cambios.
- Fuga en la puerta. cmos no tiene corriente de puerta (los nodos de proceso modernos comienzan a mostrar más fugas en la puerta, pero esencialmente cero según los estándares bjt). esto es importante en circuitos de condensadores conmutados.
- La región Triode se comporta bien. Si el bjt entra en la región de saturación, la corriente de base puede volverse muy alta, lo que puede afectar los circuitos de polarización y bloquear el circuito. retroalimentación positiva. Como resultado, la polarización Bjt es más compleja y aumenta el riesgo de transitorios no planificados en el circuito.
Ventajas de BJT:
Bjt en dimensión física y el mismo precio generalmente pueden brindarle una velocidad mucho mayor, porque tienen poca capacitancia de entrada.
Bjt puede brindarle ganancias mucho mayores. simplemente tome un montón de componentes y compárelos, y encontrará que bjt le brinda mejores características de ganancia y, por lo tanto, requiere menos pasos de ganancia.
La etapa amplificadora bjt es mucho más lineal que la etapa amplificadora MOSFET, ya que la ganancia es independiente del voltaje de polarización. esto da una mayor lealtad.
Bjt es capaz de manejar una corriente de salida más alta para la salida de señal y puede tener una impedancia de salida más baja. En amplificadores destinados a controlar una carga de entrada de baja impedancia o proporcionar grandes cantidades de energía, esto es una gran ventaja. Muchos amplificadores operacionales de alta calidad se fabrican con el proceso bicmos utilizando un par bjt como etapa de búfer de salida.
Desventajas de BJT:
Bjt es un dispositivo que funciona en este momento en lugar de funcionar con voltaje. la mayoría de las veces esto significa un mayor consumo de energía.
Bjt tiene una relación entrada-salida esencialmente reversible al polarizar el terminal en sentido opuesto al diseño previsto. Lo que esto significa es que un diseño de amplificador descuidado puede terminar más fácilmente con una retroalimentación positiva y, por lo tanto, volverse inestable. Ya había visto esto antes en uno de mis diseños anteriores en la escuela y no lo sé. (Lo hice, pero no mucho después).
Bjt tiene una impedancia de entrada más baja. esto significa que es posible que el dispositivo de mayor impedancia de salida no coincida con el bjt de entrada.
Los Bjt son más difíciles de escalar. Los pies son fáciles.
Relacionado: bjt tiene una variación significativa de transistor a transistor, mientras que fets no tanto.
Es más difícil hacer un buen espejo actual que bjt que fet.
Ventajas de MOSFET:
Son muy fáciles de medir. ¿Quieres exactamente la mitad de la corriente? solo haz que la puerta tenga la mitad de ancho.
Alta impedancia de entrada. a bajas frecuencias, esencialmente infinitas.
Debido a que la salida está controlada por el voltaje de entrada en lugar de la corriente de entrada, consumen muy poca energía. La razón que gana la lógica de CMOS sobre otras tecnologías de proceso es el consumo de energía, combinado con la escalabilidad. En el circuito CMOS, la puerta a la puerta de alimentación se consume sólo cuando el circuito del interruptor está en estado, mientras que otras formas lógicas consumen energía para permanecer en la posición activa o inactiva.
Teniendo en cuenta que la mayoría de los circuitos digitales son cmos, usar fets para el diseño de circuitos remotos analógicos es mucho más económico que usar bjt porque no requiere una serie de pasos adicionales.
Lo suficientemente fácil como para hacer que el MOSFET sea casi idéntico. simple coincidencia de transistor a transistor.
Es más fácil diseñar un circuito estable con MOSFET. a menos que agregue retroalimentación, no actúan repentinamente al revés y se vuelven inestables.
Desventajas del MOSFET:
No es tan alto como el de bjt, ya que la ganancia será ligeramente diferente a medida que aumente el voltaje de entrada (es decir, producirá armónicos muy débiles).
Capacitancia de entrada. cuanto mayor sea la ganancia, mayor será la capacitancia de entrada gracias al efecto miller.
No puedo manejar muy bien una carga de baja impedancia.
Baja ganancia por sección, lo que a menudo significa que se requieren más etapas de amplificación para obtener una mayor ganancia, incluso cuando se utilizan técnicas de diseño avanzadas. cada etapa de amplificación agrega ruido; es decir, nunca se puede obtener una mejor relación señal-ruido en la salida que en la entrada.
Esta lista no es exhaustiva. es lo mejor que puedo hacer desde lo alto de mi cabeza.
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