BJT की तुलना में MOSFET कब स्विच के रूप में अधिक उपयुक्त है?

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अपने प्रयोग में, मैंने अपने MCU आउटपुट के लिए केवल BJTs को स्विच के रूप में (एल ई डी और इस तरह की चीजों को चालू करने के लिए) स्विच के रूप में उपयोग किया है। हालांकि, मुझे बार-बार बताया गया है कि एन-चैनल एन्हांसमेंट-मोड MOSFETs स्विच के लिए एक बेहतर विकल्प है ( उदाहरण के लिए यहां और यहां देखें ), लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैं समझता हूं कि क्यों। मुझे पता है कि एक MOSFET गेट पर कोई करंट बर्बाद नहीं करता है, जहां BJT का आधार होता है, लेकिन यह मेरे लिए कोई समस्या नहीं है, क्योंकि मैं बैटरी पर नहीं चल रहा हूं। एक MOSFET को गेट के साथ श्रृंखला में किसी भी अवरोधक की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन आम तौर पर एक पुलडाउन अवरोधक की आवश्यकता होती है, इसलिए MCU को रिबूट (दाएं?) होने पर गेट फ्लोट नहीं करता है। भागों की गिनती में कोई कमी नहीं, फिर।

ऐसा प्रतीत नहीं होता है कि तर्क-स्तर के MOSFETs का एक बड़ा अधिशेष है जो वर्तमान स्विच कर सकता है कि सस्ते BJTs (उदाहरण के लिए (2N2222 के लिए 600-800mA) कर सकते हैं, और जो मौजूद हैं (TN0702, उदाहरण के लिए) खोजने के लिए मुश्किल है और काफी अधिक महंगा है।

BJT की तुलना में MOSFET कब अधिक उपयुक्त है? मुझे लगातार क्यों कहा जा रहा है कि मुझे MOSFETs का उपयोग करना चाहिए?

— निशान
स्रोत

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बैटरी की सीमाएं शक्ति के संरक्षण का एकमात्र कारण नहीं हैं। गर्मी लंपटता के बारे में क्या? संचालित करने के लिए लागत के बारे में क्या? उत्पाद के जीवनकाल के बारे में क्या (जो गर्मी से सीमित हो सकता है)?

— गैलमाइन

दशकों बाद, जब MOSFETs अभी भी नए उपकरण थे, तो मुझे याद है कि एक लेख जहां एक MOSFET निर्माता ने बताया कि वे एक वास्तविक उपलब्धि बना चुके थे, यह दिखाने के लिए कि वास्तव में भागों पर आ रहे थे: वे बनाए गए थे और VK10KM शिपिंग कर रहे थे, यह विशेष रूप से डिजाइन किया गया था और वर्तमान में आदरणीय 2N2222 के कब्जे वाले सामान्य पारिस्थितिक क्षेत्र में फिट होने का इरादा था।

— जॉन आर। स्ट्रोम

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BJTs कम बिजली की LEDs और MCUs से मिलते-जुलते उपकरणों को चलाने के लिए MOSFETs से बहुत अधिक उपयुक्त हैं। MOSFETs उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए बेहतर हैं क्योंकि वे BJTs की तुलना में तेजी से स्विच कर सकते हैं, जिससे वे स्विच-मोड आपूर्ति में छोटे प्रेरकों का उपयोग करने में सक्षम होते हैं, जिससे दक्षता बढ़ती है।

— लियोन हेलर
स्रोत

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क्या वास्तव में एलईडी ड्राइविंग के लिए BJT को 'अधिक उपयुक्त' बनाता है? टन ड्राइवर हैं जो MOSFET स्विच का उपयोग करते हैं।

— मार्क

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तेज़ स्विचिंग के पास उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के साथ कुछ भी करने की आवश्यकता नहीं है। डार्लिंगटन जोड़े (BJTs), आदि का उपयोग उच्च शक्ति स्विच करने के लिए किया जा सकता है। आप जवाब दे समस्या के दिल में नहीं मिलता है।

— गैलमाइन

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MOSFETs की तुलना में Power Darlingtons धीमे हैं! प्रारंभ करनेवाला आकार को कम करने और दक्षता बढ़ाने के लिए तेजी से स्विच करना वांछनीय है।

— लियोन हेलर

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@ मर्क: BJT की प्रमुख सीमाओं में से एक यह है कि उन्हें अधिकतम करंट कलेक्टर करंट के लिए आनुपातिक आधार की आवश्यकता होती है। किसी चीज को नियंत्रित करते समय जिसका अधिकतम करंट अपेक्षित करंट (जैसे मोटर) से बहुत अधिक होता है, यह बहुत बेकार हो सकता है। जब एक एलईडी ड्राइविंग, हालांकि, वर्तमान बहुत अच्छी तरह से भविष्यवाणी की जा सकती है; आधार में किसी की शक्ति का 2.5% बर्बाद करना कोई बड़ी बात नहीं है।

— सुपरकैट

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@ मर्क: कुछ अनुप्रयोगों में, 2.5% एक बड़ी बात हो सकती है, लेकिन कई अनुप्रयोगों में एक 10 LED द्वारा उपभोग किए गए 10mA के बारे में अधिक चिंतित होगा, जो इसे नियंत्रित करने वाले ट्रांजिस्टर के आधार में खपत 250uA की तुलना में अधिक है। मैंने स्वयं "ज्यादा" शब्द का प्रयोग अधिक उपयुक्त नहीं किया होगा, लेकिन BJT अक्सर MOSFETs की तुलना में थोड़ा सस्ता होता है, और वह खुद को "अधिक उपयुक्त" बनाता है, बाकी सभी समान हैं। इसके अलावा, कुछ अनुप्रयोगों में, BJT को MOSFETs की तुलना में एक निरंतर-वर्तमान सर्किट के लिए तार करना आसान हो सकता है।

— सुपरैट

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BJT का कुछ करंट बर्बाद होता है जब भी वे स्विच ऑन होते हैं, भले ही लोड कुछ भी आकर्षित कर रहा हो। बैटरी से चलने वाले उपकरण में, BJT का उपयोग किसी ऐसी चीज़ को करने के लिए किया जाता है जिसका भार अत्यधिक परिवर्तनशील होता है, लेकिन अक्सर कम होता है, जिससे बहुत अधिक ऊर्जा बर्बाद होती है। यदि BJT का उपयोग किसी पूर्वानुमानित वर्तमान ड्रॉ के साथ कुछ करने के लिए किया जाता है, हालाँकि (जैसे LED), यह समस्या उतनी बुरी नहीं है; एक बस एलईडी करंट के छोटे अंश होने के लिए बेस-एमिटर करंट को सेट कर सकता है।

— supercat
स्रोत

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

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

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

आप देख सकते हैं कि VN2222 नाली-स्रोत में बहुत कम घुल जाएगा।

इसके अलावा, जैसा कि पहले बताया गया है, MOSFET एक ट्रांसकनेक्टेंस डिवाइस है - गेट पर वोल्टेज डिवाइस के माध्यम से वर्तमान की अनुमति देता है। चूंकि गेट स्रोत के लिए उच्च-प्रतिबाधा है, इसलिए आपको डिवाइस को बायस करने के लिए निरंतर गेट करंट की आवश्यकता नहीं होती है - गेट को चार्ज करने के लिए आपको केवल अंतर्निहित समाई पर काबू पाने की आवश्यकता होती है तब गेट की खपत मिनीस्कुल हो जाती है।

— एडम लॉरेंस
स्रोत

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हालांकि, 3.3v MCU से VN2222 को चलाना मुश्किल है, और वे आसानी से उपलब्ध नहीं हैं।

— मार्क

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R_{D S (O N)}

$R_{DS(ON)}$

7.5 Ω

$7.5\Omega$

1.25 Ω

$1.25\Omega$

R_{D S (O N)}

$R_{DS(ON)}$

100 m Ω

$100 m\Omega$

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@ मर्क - सुपरटेक्स फेयरचाइल्ड या एनएक्सपी नहीं हो सकता है, लेकिन वीएन 2222 डिजीके और मौसर से आसानी से उपलब्ध है।

— स्टीवनव

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BJT कुछ स्थितियों में अधिक उपयुक्त है क्योंकि वे अक्सर सस्ते होते हैं। मैं TOB BJT को 0.8p के लिए प्रत्येक खरीद सकता हूं, लेकिन MOSFET प्रत्येक 2p तक शुरू नहीं होता है - यह बहुत ज्यादा नहीं लग सकता है, लेकिन अगर आप इनमें से कई के साथ लागत संवेदनशील उत्पाद के साथ काम कर रहे हैं तो यह एक बड़ा बदलाव ला सकता है।

— थॉमस ओ
स्रोत

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लगभग बिना इनपुट करंट (गेट करंट) वाले FET डिवाइस माइक्रो-कंट्रोलर द्वारा संचालित एल ई डी के लिए सबसे अच्छा विकल्प हैं क्योंकि माइक्रो-कंट्रोलर को अपने मरने के माध्यम से खुद को कूल रखने (चिप पर कम गर्मी अपव्यय) के माध्यम से ज्यादा करंट प्रदान करने की आवश्यकता नहीं होती है। जबकि एलईडी करंट लगभग सभी बाहरी एफईटी चैनल के माध्यम से संचालित होता है। हां, यह भी सच है कि विशिष्ट एफईटी उपकरणों की रॉन एफईटी भर में कम वोल्टेज ड्रॉप रखने में बहुत कम है जो किसी भी बिजली एप्लिकेशन के लिए फायदेमंद है।

हालांकि, MOSFET के द्वार पर शोर उन्मुक्ति के लिए कुछ नुकसान है, जो BJTs के लिए नहीं हो सकता है। MOSFET के गेट पर लगाया गया कोई भी संभावित (शोर) चैनल को कुछ हद तक आचरण करेगा। यह कम वीटी (थ्रेशोल्ड) के साथ रिले कॉइल को चलाने के लिए मॉसफेट का उपयोग करने के लिए अत्यधिक (लेकिन अभी भी पर्याप्त) नहीं है। उस स्थिति में, यदि आपका माइक्रोकंट्रोलर एफईटी चला रहा है, तो आप उच्च वीटी (दहलीज) के साथ एफईटी प्राप्त करना चाह सकते हैं।

— dr3patel
स्रोत

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MOSFETs उच्च वर्तमान आवश्यकताओं के लिए अधिक मजबूत हैं। उदाहरण के लिए 15A रेटेड Mosfet 60A (fe IRL530) वर्तमान की छोटी अवधि के लिए पारित कर सकता है। 15A रेटेड BJT केवल 20A दालों को पारित कर सकता है। इसके अलावा, यदि छोटे की मृत्यु हो जाती है, तो भी केसफाइंग के लिए मॉस्फ़ेट्स में बेहतर थर्मल जंक्शन होता है।

— एंड्रियस गिटारमॉड
स्रोत

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क्या आप एक स्रोत प्रदान कर सकते हैं कि यह एक सामान्य नियम क्यों होना चाहिए?

— जोनास स्टीन