【導(dǎo)讀】相信很多工程師在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，都曾經(jīng)遇到過一個(gè)選擇難題：三極管開關(guān)電路和場效應(yīng)管開關(guān)電路，選哪個(gè)更好一些呢？其實(shí)無論是三極管開關(guān)電路，還是MOS開關(guān)電路，它們都有自己的優(yōu)勢，也有一些自己的弊端。
在今天的文章中，我們將會對這兩種開關(guān)電路的優(yōu)缺點(diǎn)和不同之處，展開簡要分析。
就目前的三極管開關(guān)電路和場效應(yīng)管電路的應(yīng)用情況來看，它們兩者主要有以下四種區(qū)別：首先是三極管是用電流控制，MOS管屬于電壓控制。然后就是成本問題，三極管便宜，MOS管則要貴一些了。第三個(gè)差異來自于是功耗方面，與MOS管相比，三極管損耗要更大一些。最后一個(gè)區(qū)別是二者驅(qū)動(dòng)能力不同，因?yàn)镸OS管常用來電源開關(guān)，以及大電流地方開關(guān)電路。實(shí)際上就是三極管比較便宜，用起來比較方便，常用在數(shù)字電路開關(guān)控制。而就場效應(yīng)管的應(yīng)用情況來看，它一般會用于高頻高速電路、大電流場合，以及對基極或漏極控制電流比較敏感的地方。所以在平時(shí)的設(shè)計(jì)過程中，一般來說低成本場合，普通應(yīng)用的先考慮用三極管，不行的話再考慮MOS管。實(shí)際上說電流控制慢，電壓控制快這種理解是不對的。要真正理解得了解三極管和MOS晶體管的工作方式才能明白。
首先來看三極管的工作原理和工作狀態(tài)。我們平時(shí)用到的三極管，無論哪種類型，歸根結(jié)底都是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來工作的，以npn管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時(shí)，基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的pn結(jié)為阻止多子（基區(qū)為空穴，發(fā)射區(qū)為電子）的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，在此pn結(jié)處會感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場，即內(nèi)建電場，當(dāng)基極外加正電壓的指向?yàn)榛鶇^(qū)指向發(fā)射區(qū)，當(dāng)基極外加電壓產(chǎn)生的電場大于 內(nèi)建電場時(shí)，基區(qū)的載流子才有可能從基區(qū)流向發(fā)射區(qū)，此電壓的最小值即pn結(jié)的正向?qū)妷海üこ躺弦话阏J(rèn)為0.7v）。但此時(shí)每個(gè)pn結(jié)的兩側(cè) 都會有電荷存在，此時(shí)如果集電極-發(fā)射極加正電壓，在電場作用下，發(fā)射區(qū)的電子往基區(qū)運(yùn)動(dòng)，由于基區(qū)寬度很小，電子很容易 越過基區(qū)到達(dá)集電區(qū)，并與此處的PN的空穴復(fù)合。為維持平衡，在正電場的作用下集電區(qū)的電子加速外集電極運(yùn)動(dòng)，而空穴則為pn結(jié)處運(yùn)動(dòng)，該過程類似一個(gè)雪崩過程。集電極的電子通過電源回到發(fā)射極，這就是三極管的日常工作原理。
接下來我們再來看一下場效應(yīng)管的工作原理。場效應(yīng)管，更多情況下會被工程師們稱作MOS管，在平時(shí)應(yīng)用中它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。
以上就是本文針對三極管開關(guān)電路和場效應(yīng)電路的優(yōu)缺點(diǎn)和工作狀態(tài)，所進(jìn)行的簡要分析和介紹。相信通過上文中對三極管、場效應(yīng)管的工作原理和開關(guān)電路差異介紹，大家應(yīng)該也已經(jīng)明白了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，希望通過本文的介紹，能夠?qū)Ω魑还こ處熀图夹g(shù)人員的設(shè)計(jì)研發(fā)工作有所幫助。
