三极管和MOS管在做开关电源电路设计中如何区别及选用
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发布时间：2022-04-22 07:37
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时间：2022-06-17 20:49
我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十，几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。三极管是电流控制型器件。
Mos管是金属(metal)氧化物(oxid)半导体(semiconctor)场效应晶体管。或者称是金属绝缘体(insulator)半导体。MOS管的源(source)和漏(drain)是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。
当MOS电容的栅极(Gate)相对于衬底(BACKGATE)正偏置时发生的情况。穿过GATE DIELECTRIC的电场加强了，有更多的电子从衬底被拉了上来。同时，空穴被排斥出表面。随着GATE电压的升高，会出现表面的电子比空穴多的情况。由于过剩的电子，硅表层看上去就像N型硅。掺杂极性的反转被称为inversion，反转的硅层叫做沟道(channel)。随着GATE电压的持续不断升高，越来越多的电子在表面积累，channel变成了强反转。Channel形成时的电压被称为阈值电压Vt。当GATE和BACKGATE之间的电压差小于阈值电压时，不会形成channel。所以MOS是电压控制型器件。
(1)场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管;而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
(2)场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
(5)场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于开关电源及各种电子设备中。尤其用场效管做开关电源的功率驱动，可以获得一般晶体管很难达到的性能。
(6)场效应管分成结型和绝缘栅型两大类，其控制原理都是一样的。
三极管BJT与场效应管FET的区别很多，简单列出几条：
1.三极管用电流控制，MOS管属于电压控制，BJT放大电流，FET将栅极电压转换为漏极电流。BJT第一参数是电流放大倍数β值，FET第一参数是跨导gm;
2.驱动能力：MOS管常用来电源开关管，以及大电流地方开关电路;
3.成本问题：三极管便宜，MOS管贵;
4.BJT线性较差，FET线性较好;
5.BJT噪声较大，FET噪声较小;
6.BJT极性只有NPN和PNP两类，FET极性有N沟道、P沟道，还有耗尽型和增强型,所以FET选型和使用都比较复杂;
7.功耗问题：BJT输入电阻小，消耗电流大，FET输入电阻很大，几乎不消耗电流;
实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制;MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。
