在做開關電源電路設計中,，如何區(qū)別及選用三極管和MOS管?

　　三極管的工作原理：三極管是電流放大器件，有三個極,，分別叫做集電極C,，基極B，發(fā)射極E,。分成NPN和PNP兩種,。我們僅以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。

　　我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流 Ic,。這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的,，所以發(fā)射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制(假設電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話),，并且基極電流很小的變化,，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關系：集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍，即電流變化被放大了β倍,，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)(β一般遠大于1,，例如幾十，幾百),。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間,，這就會引起基極電流Ib的變化，Ib的變化被放大后,，導致了Ic很大的變化,。三極管是電流控制型器件。

　　Mos管是金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導體(semiconductor)場效應晶體管,?；蛘叻Q是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的源(source)和漏(drain)是可以對調的,，他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū),。在多數(shù)情況下，這個兩個區(qū)是一樣的,，即使兩端對調也不會影響器件的性能,。這樣的器件被認為是對稱的。

　　當MOS電容的柵極(Gate)相對于襯底(BACKGATE)正偏置時發(fā)生的情況,。穿過GATE DIELECTRIC的電場加強了,，有更多的電子從襯底被拉了上來。同時,，空穴被排斥出表面,。隨著GATE電壓的升高，會出現(xiàn)表面的電子比空穴多的情況,。由于過剩的電子,，硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉被稱為inversion,，反轉的硅層叫做溝道(channel),。隨著GATE電壓的持續(xù)不斷升高，越來越多的電子在表面積累,，channel變成了強反轉,。Channel形成時的電壓被稱為閾值電壓Vt。當GATE和BACKGATE之間的電壓差小于閾值電壓時,，不會形成channel。所以MOS是電壓控制型器件,。

　　(1)場效應管是電壓控制元件,，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下，應選用場效應管;而在信號電壓較低,，又允許從信號源取較多電流的條件下,，應選用晶體管。

　　(2)場效應管是利用多數(shù)載流子導電,，所以稱之為單極型器件,，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導電,。被稱之為雙極型器件,。

　　(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負,，靈活性比晶體管好,。

　　(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,，因此場效應管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應用,。

　　(5)場效應晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點，因而也被廣泛應用于開關電源及各種電子設備中,。尤其用場效管做開關電源的功率驅動,，可以獲得一般晶體管很難達到的性能。

　　(6)場效應管分成結型和絕緣柵型兩大類,，其控制原理都是一樣的,。

　　三極管BJT與場效應管FET的區(qū)別很多，簡單列出幾條：

　　1.三極管用電流控制,，MOS管屬于電壓控制,，BJT放大電流，F(xiàn)ET將柵極電壓轉換為漏極電流,。BJT第一參數(shù)是電流放大倍數(shù)β值,，F(xiàn)ET第一參數(shù)是跨導gm;

　　2.驅動能力：MOS管常用來電源開關管，以及大電流地方開關電路;

　　3.成本問題：三極管便宜,，MOS管貴;

　　4.BJT線性較差,，F(xiàn)ET線性較好;

　　5.BJT噪聲較大，F(xiàn)ET噪聲較小;

　　6.BJT極性只有NPN和PNP兩類,，F(xiàn)ET極性有N溝道,、P溝道，還有耗盡型和增強型,所以FET選型和使用都比較復雜;

　　7.功耗問題：BJT輸入電阻小,，消耗電流大,，F(xiàn)ET輸入電阻很大，幾乎不消耗電流;

　　實際上就是三極管比較便宜,，用起來方便,，常用在數(shù)字電路開關控制;MOS管用于高頻高速電路,，大電流場合，以及對基極或漏極控制電流比較敏感的地方,。

　　總的看,，無論在分立元件電路還是集成電路中，F(xiàn)ET替代BJT都是一個大趨勢,。