MOS un bipolāro tranzistoru salīdzinājums: atšķirības un pielietojuma jomas

Tranzistori atrod vispārīgus pielietojumus ķēdēs komutācijas operācijām vai pastiprināšanas konfigurācijās. Starp daudzajām mūsdienās pieejamajām tranzistoru kategorijām unikālākie un visplašāk izmantotie ir metāla oksīda pusvadītāji (MOS)tranzistori un bipolārie savienojuma tranzistori (BJT). Tomēr šajā rakstā mēs plānojam sniegt šo divu pusvadītāju ierīču salīdzinājumu, pamatojoties uz to raksturīgajām īpašībām, īpašībām, šķēršļiem un pamata lietojumu.

Galvenās atšķirības: īpašuma mehānisms

Abu ierīču darbība ir viena no jomām, kurā pastāv visievērojamākā atšķirība. Abām šīm ierīcēm MOS un bipolārie tranzistori dažreiz darbojas kā slēdži un pastiprinātāji, tomēr veids, kā to izdarīt, ir diezgan atšķirīgs. Pārslēgšana notiek ar MOS tranzistoru, mainot kanāla vadītspēju ar elektriskajiem laukiem, ko rada vārtu spriegums. Tas izskaidro ātru ieslēgšanu un izslēgšanu pie mērena sprieguma ar minimālu jaudas zudumu, kad ierīce atrodas dīkstāvē vai izslēgtā stāvoklī.

Veiktspējas metrika: ātrums, enerģijas patēriņš un troksnis

Ātrums:

Ātrums vien ir tad, kad MOS tranzistorus salīdzina ar bipolāriem tranzistoriem, tad saglabājas iespēja, ka pirmie būs diezgan labvēlīgi un tāpēc, ja tos izmantos, būs augstfrekvences lietojumos un digitālajās loģiskajās shēmās. Spēja ieslēgt un izslēgt MOS ierīces īsā laika posmā ļauj ierīcēm veikt sarežģītu signālu apstrādes darbības, ja pastāv efekti vai troksnis.

Enerģijas patēriņš:

Faktiski un attiecībā uz enerģijas taupīšanas aspektiem vairumā gadījumu šajā gadījumā MO ir priekšrocība pār bipolārajiem kolēģiem zilā krāsā, savukārt CMOS bipolārs ir izgatavots ar gaidīšanas režīma statisko jaudu, kas lielāko daļu laika ir gandrīz nulle. Tas ir diezgan izdevīgi portatīvo ierīču vai ar akumulatoru darbināmu ierīču izgatavošanas projektiem un dizainiem, kuriem nav nepieciešama liela jauda.

Troksnis:

Ir novērots, ka bipolārie tranzistori ir mazāk trokšņaini, salīdzinot ar MOS ierīcēm, īpaši zemas frekvences darbībā, ko parasti vēlas analogajās ķēdēs, jo signāla un trokšņa attiecība ir ļoti ļaunprātīga. Tomēr šajā ziņā MOS ierīču uzlabošana ir samazinājusi grafika trokšņa līmeni, padarot plaisu mazāku.

Tādējādi šķiet, ka MOS vai bipolāro tranzistoru izmantošana galvenokārt būs atkarīga no uzdevuma prasībām. Gadījumā, ja ir nepieciešama augsta frekvence, laba kvalitāte un zems enerģijas patēriņš digitālā sintēze, tomēr MOS tranzistori ir piemēroti šādiem. Joprojām sodu sistēmās, kur augsta linearitāte un zems troksnis ir obligāts, bipolāri prognozētāji nav līdz atzīmei.