Como um MOSFET tem menor consumo de energia com perdas de condução do que um BJT em aplicações de comutação?

MOSFETs são dispositivos unipolares, ou seja, H. Existe apenas um tipo de transportador em ação, geralmente elétrons. BJTs são dispositivos bipolares, ou seja, H. Tanto os elétrons quanto os buracos conduzem eletricidade dentro de um BJT. ‘B ‘ significa bipolar.

O MOSFET pode, portanto, ativar a escala de tempo de abertura/fechamento de seu canal de condução, que é determinada pela velocidade da mudança no campo elétrico através do óxido de porta. Isto está na faixa de nanossegundos para MOSFETs típicos.

BJTs. Por outro lado, apenas na escala de tempo da “vida útil de recombinação” dos portadores de carga, ou seja, H. Elétrons e lacunas a serem comutadas. Os BJTs transportam eletricidade (quando ligados) inundando seu interior com muitos elétrons e buracos. Eles são do tipo oposto de carga – positiva e negativa. Antes de serem completamente desligados, todos esses portadores devem se recombinar (recombinações positivas e negativas em estados de carga neutra). Esta escala de tempo é da ordem de microssegundos. Independentemente do tamanho, a velocidade de comutação dos BJTs é, portanto, em microssegundos, em comparação com a dos MOSFETs em nanossegundos.

Um BJT é mais parecido com uma tensão de saturação constante, então as perdas são apenas Vsat x I. Você pode ver que em altas correntes nos MOSFETs as perdas aumentam exponencialmente enquanto as perdas do BJT aumentam linearmente.

Os resistores MOSFET estão ficando mais baixos, então o ponto de cruzamento para BJTs melhores fica mais alto. No entanto, os BJTs requerem uma potência de acionamento básica significativa, o que compensa qualquer benefício da perda de potência. Na prática, os BJTs são usados ​​apenas alguns watts porque podem ser mais baratos. Depois disso, os MOSFETs vencem.

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