Darlingtons, MOSFETS e junções bipolares

Sei que existem dezenas e dezenas de tipos de transistores , cada um usado para fins específicos. Às vezes há uma grande sobreposição; vários tipos podem funcionar em um determinado circuito, mas às vezes apenas um transistor específico é ideal.

Sem ler todas as especificidades de cada tipo, existe algum tipo de referência rápida ou guia que é útil ao pesquisar o tipo de transistor a ser usado? Por exemplo, eu estou familiarizado com alguns tipos de transistor e frequentemente os uso em meus projetos. Eventualmente, alguém revisará o projeto e dirá "Por que você não usa X em vez de Y aí?" É nesse ponto que pesquiso X e aprendo algo novo.

Se houvesse um "infográfico útil de transistores", isso poderia ter me ajudado a pesquisar todos os tipos relacionados ao "X", então eu saberia ler sobre eles.

(Por exemplo, eu estava tentando usar um diodo Zener em um circuito, mas não sabia que o que realmente queria era um supressor de tensão transiente. Algo mostrando como os Zeners e TVS estão relacionados pode ter sido útil.)

Pesquisando na Internet não produz muito além de algumas árvores genealógicas de transistor e similares:

de Learning About Electronics

Alguém conhece (ou deseja criar!) Um guia útil de seleção de transistores que não pressupõe que você esteja familiarizado com todas as espécies de transistores?

Sua pergunta se resume a "como devo usar transistores?" e a resposta enche livros inteiros . Os distribuidores transportam dezenas de milhares de transistores diferentes para atender às necessidades dos projetistas. Como conseqüência, não acredito que você possa criar um infográfico completo, correto e útil ao mesmo tempo.

O que posso oferecer é um conjunto de heurísticas:

Escolher...

• ... um BJT quando :

  • você precisa de um amplificador de corrente¹

  • você tem energia para queimar, para que a corrente base necessária não o incomode

  • a "perna inferior" do transistor pode ser puxada acima da "perna superior", e você precisa desse caminho para não conduzir quando isso acontecer, como faria em um MOSFET devido ao diodo do corpo

  • você precisa explorar o diodo CB ou EB ²

• ... um JFET quando :

  • você só precisa de amplificação de sinal pequeno³

  • a corrente base de um BJT seria um problema em sua aplicação⁴

  • você precisa de uma resistência controlada por tensão

  • você precisa de maior transcondutância ou menor ruído de oscilação do que obteria com um MOSFET

  • você precisa de uma fonte de corrente constante pequena, discreta e com baixa contagem de componentes

• ... um MOSFET quando :

  • você precisa de um switch⁵

  • você precisa de uma impedância de entrada mais alta que um BJT e não consegue encontrar um IGBT adequado à conta

  • você não consegue encontrar um parafuso prisioneiro JFET o suficiente para controlar a potência que seu circuito precisa⁶

  • você estava olhando JFETs, mas percebeu que precisava da operação no modo de aprimoramento⁷

  • você deseja explorar o diodo corporal inerente como um recurso, em vez de considerá-lo um problema para lidar com⁸

• ... um IGBT quando :

  • você precisa de algo que se comporte como uma alta impedância de entrada BJT

Eu ignorei amplamente as combinações de transistores acima, porque uma vez que você começa a combinar transistores, as possibilidades literalmente se tornam infinitas. Hoje você tem uma gama de pares de Darlington a ICs de bilhões de transistores , com novos arranjos de circuitos sendo projetados o tempo todo.

Existem muitos, muitos outros tipos de transistores, mas na maioria das vezes, você deseja descobrir tudo isso antes de prosseguir para eles. Os outros geralmente são derivados das classes acima; portanto, sem o aterramento inicial, você não terá base para selecionar um dos exóticos. Exemplos:

• Precisa explorar o fato de que a base de um BJT é sensível à luz quando não está encapsulada? Ok, isso é um fototransistor .

• Precisa de vários emissores ou coletores no seu BJT? Claro, sem problemas, é fácil criar em silício; geralmente é útil e, portanto, geralmente é visto no nível de silicone personalizado.

• Precisa de um BJT, mas muito mais rápido? Tudo bem, não usaremos silício dopado para tudo, combinaremos materiais em um transistor de heterojunção .

• Precisa embalar os transistores ainda mais apertados que o normal, mas está com problemas com o efeito de canal curto ? Ok, nós lhe daremos um FinFET .

• Precisa de algo que funcione como um diodo e como um BJT? Ok, vamos desfocar as linhas para você e fornecer uma UJT .

• Precisa de algo como um IGBT, mas com menor perda e maior ganho de corrente? Um transistor de junção SiC pode ser o que você está procurando.

Notas de rodapé

1. Você também pode fazer amplificadores de tensão com bipolares, é claro.

2. BJTs de sinal pequeno produzem ótimos diodos de baixo vazamento.

3. Existem dispositivos de energia tipo JFET, como o CoolSIC da Infineon , mas são relativamente novos e exóticos, portanto caros.

4. É por isso que existem tantos amplificadores operacionais de entrada JFET.

5. Todos os outros tipos de transistores também podem funcionar como comutadores, mas os MOSFETs se destacam nisso.

6. Um MOSFET de energia não é exatamente a mesma coisa que um JFET de energia ³ e não é a única alternativa, mas geralmente é a alternativa mais simples e barata.

7. JFETs são dispositivos inerentemente no modo de depleção, apenas.

8. Uma das minhas respostas aqui no EE.SE mostra esse circuito.