Tranzystor polowy a bipolarny: główne różnice

Zasada działania

Tranzystory polowe (FET) i bipolarne (BJT) są dwoma głównymi typami tranzystorów wykorzystywanymi w elektronice.

Różnią się one nie tylko w budowie, ale także w zasadzie działania.

Tranzystory polowe działają na zasadzie kontroli napięcia, gdzie prąd przepływa między źródłem a odpływem poprzez zastosowanie pola elektrycznego. W przeciwieństwie do tego, tranzystory bipolarne kontrolują prąd bazowy, który z kolei kontroluje prąd kolektora lub emitera.

Struktura

Podstawowa różnica między tranzystorem polowym a bipolarnym wynika z ich struktury fizycznej. Tranzystory polowe składają się z kanału półprzewodnikowego między źródłem a drenem, kontrolowanego za pomocą pola elektrycznego. Natomiast tranzystory bipolarne składają się z dwóch złącz PN, które tworzą obszar bazowy, kolektor i emiter.

W tranzystorach polowych nie ma prądu bazowego, który jest obecny w tranzystorach bipolarnych. To sprawia, że FET-y są często bardziej stabilne i mają niższe szumy niż BJT.

Impedancja wejściowa i wyjściowa

Tranzystory bipolarne mają zazwyczaj niższą impedancję wejściową niż tranzystory polowe. Oznacza to, że są bardziej podatne na obciążenia zewnętrzne i mogą być mniej skuteczne w niektórych aplikacjach, gdzie niska impedancja wejściowa jest wymagana.

Z drugiej strony, tranzystory polowe mają zazwyczaj wyższą impedancję wejściową, co oznacza, że są bardziej odporne na obciążenia zewnętrzne i mogą być bardziej odpowiednie do zastosowań wymagających wysokiej impedancji.

Współczynnik wzmocnienia

Tranzystory bipolarne mają zazwyczaj wyższy współczynnik wzmocnienia prądu (hFE) niż tranzystory polowe. Oznacza to, że są bardziej odpowiednie do zastosowań, gdzie potrzebne jest duże wzmocnienie sygnału.

Jednak tranzystory polowe mają zazwyczaj wyższy współczynnik wzmocnienia transkonduktancji (gm), co oznacza, że są bardziej odpowiednie do zastosowań, gdzie ważna jest szybka odpowiedź na zmiany napięcia wejściowego.

Temperatura pracy

Tranzystory bipolarne są mniej wrażliwe na zmiany temperatury niż tranzystory polowe. Dzieje się tak dlatego, że prąd bazowy w tranzystorach bipolarnych jest mniej podatny na zmiany temperatury niż prąd bramkowy w tranzystorach polowych.

Jednak tranzystory polowe mają zazwyczaj lepsze parametry przy niskich temperaturach niż tranzystory bipolarne, co sprawia, że są bardziej odpowiednie do zastosowań w ekstremalnych warunkach.

Zakres napięć

Tranzystory polowe zazwyczaj mają wyższy zakres napięć zasilania niż tranzystory bipolarne. Oznacza to, że są bardziej odpowiednie do zastosowań, gdzie wymagane są wysokie napięcia.

Z drugiej strony, tranzystory bipolarne mogą być bardziej odpowiednie do zastosowań, gdzie wymagana jest większa precyzja lub stabilność działania przy niższych napięciach zasilania.

Tranzystory polowe i bipolarne różnią się zarówno w zasadzie działania, jak i w wielu innych aspektach, takich jak struktura, impedancja, współczynnik wzmocnienia, temperatura pracy i zakres napięć. Wybór odpowiedniego typu tranzystora zależy od konkretnych wymagań aplikacji oraz preferencji projektanta.