Comparando MOSFETs com BJTransistors - Prós e Contras

O post discute de forma abrangente as semelhanças e diferenças entre mosfets e BJTs e também seus prós e contras particulares.

Introdução

Quando falamos em eletrônica, um nome torna-se extremamente relacionado ou bastante comum com este assunto e que são os transistores, mais precisamente o BJT.

A eletrônica é, de fato, baseada nesses membros excepcionais e indispensáveis, sem os quais a eletrônica poderia virtualmente deixar de existir. No entanto, com os avanços da tecnologia, os mosfets surgiram como os novos primos dos BJTs e ultimamente ocuparam o centro do palco.

Para muitos novatos, os mosfets podem ser parâmetros confusos em comparação com os BJTs tradicionais, simplesmente porque configurá-los requer que etapas críticas sejam seguidas, não cumprindo as quais geralmente leva a danos permanentes a esses componentes.

O artigo aqui foi apresentado especificamente com o objetivo de explicar em palavras simples as muitas semelhanças e diferenças entre essas duas partes ativas muito importantes da família da eletrônica, e também em relação aos prós e contras dos respectivos membros.

Comparando BJTs ou transistores bipolares com Mosfets

Todos nós estamos familiarizados com os BJTs e sabemos que eles têm basicamente três terminais: a base, o coletor e o emissor.

O emissor é a rota de saída da corrente aplicada à base e ao coletor de um transistor.

A base requer na ordem de 0,6 a 0,7 V através dela e do emissor para permitir a comutação de tensões e correntes relativamente mais altas em seu coletor e emissor.

Embora 0,6 V pareça pequeno e seja praticamente fixo, a corrente associada precisa ser variada ou melhorada de acordo com a carga conectada no coletor.

Ou seja, se você conectar um LED com um resistor de 1K no coletor de um transistor, provavelmente precisará de apenas 1 ou 2 miiliamperes na base para fazer o LED acender.

No entanto, se você conectar um relé no lugar do LED, precisará de mais de 30 miliamperes na base do mesmo transistor para operá-lo.

As declarações acima demonstram claramente que um transistor é um componente acionado por corrente.

Ao contrário da situação acima, um mosfet se comporta de maneira totalmente oposta.

Comparando a base com a porta do mosfet, o emissor com a fonte e o coletor com o dreno, um mosfet exigiria pelo menos 5 V em sua porta e fonte para permitir que uma carga fosse totalmente comutada em seu terminal de drenagem.

5 volts pode parecer massivo em comparação com as necessidades de 0,6 V do transistor, no entanto, uma grande coisa sobre mosfets é que este 5V funciona com corrente insignificante, independentemente da corrente de carga conectada, o que significa que não importa se você conectou um LED, um relé, um motor de passo ou um transformador inversor, o fator de corrente na porta do mosfet torna-se imaterial e pode ser tão pequeno quanto alguns microampères.

Dito isso, a tensão pode precisar de alguma elevação, pode ser de até 12 V para mosfets em seus portões, se a carga conectada for muito alta, na ordem de 30 a 50 amperes.

As declarações acima mostram que um mosfet é um componente acionado por voltagem.

Visto que a tensão nunca é um problema com nenhum circuito, operar mosfets se torna muito mais simples e eficiente, especialmente quando cargas maiores estão envolvidas.

Prós e contras do transistor bipolar:

1. Os transistores são mais baratos e não requerem atenção especial durante o manuseio.
2. Os transistores podem ser operados mesmo com tensões tão baixas quanto 1,5V.
3. Tem pouca chance de ser danificado, a menos que algo drástico seja feito com os parâmetros.
4. Requer correntes mais altas para o disparo se a carga conectada for maior, tornando-se imperativo para um estágio intermediário do driver, tornando as coisas muito complexas.
5. A desvantagem acima o torna inadequado para interface com saídas CMOS ou TTL diretamente, no caso de a carga do coletor ser relativamente maior.
6. Possui coeficiente de temperatura negativo e, portanto, requer cuidados especiais ao conectar mais números em paralelo.

Prós e contras do MOSFET:

1. Requer corrente desprezível para acionamento, independente da magnitude da corrente de carga, portanto torna-se compatível com todos os tipos de fontes de entrada. Especialmente quando ICs CMOS estão envolvidos, mosfets prontamente 'apertam as mãos' com essas entradas de baixa corrente.
2. Esses dispositivos têm coeficiente de temperatura positivo, o que significa que mais mosfets podem ser adicionados em paralelo sem o medo de uma situação de fuga térmica.
3. Mosfets são comparativamente mais caros e precisam ser manuseados com cuidado, especialmente durante a soldagem. Como são sensíveis à eletricidade estática, são necessárias precauções específicas adequadas.
4. Mosfets geralmente requerem pelo menos 3 V para o disparo, portanto não podem ser usados ​​para tensões inferiores a este valor.
5. Esses são componentes relativamente sensíveis, pouca negligência com as precauções pode levar a um dano instantâneo à peça.