Come sostituire un transistor (BJT) con un MOSFET

In questo post discutiamo del metodo per sostituire correttamente un BJT con un MOSFET, senza influire sul risultato finale del circuito.

introduzione

Fino all'arrivo dei MOSFET nel campo dell'elettronica, i transistor o BJT per essere precisi governavano i circuiti di commutazione di potenza e le applicazioni.

Sebbene anche i transistor a giunzione bipolare (BJT) non possano essere ignorati a causa della loro immensa flessibilità e del basso costo, i MOSFET sono sicuramente diventati molto popolari per quanto riguarda la commutazione di carichi pesanti e per l'elevata efficienza associata a questi componenti.

Tuttavia, anche se queste due controparti possono sembrare simili con le loro funzioni e stile, questi due componenti sono completamente diversi per le loro caratteristiche e configurazioni.

Differenza tra BJT e MOSFET

La differenza principale tra un BJT e un MOSFET è che, un'operazione BJT dipende dalla corrente e deve essere aumentata proporzionalmente con il carico, mentre un mosfet dipende dalla tensione.

Ma qui il MOSFET ottiene un vantaggio rispetto a un BJT, perché la tensione può essere facilmente manipolata e raggiunta ai livelli richiesti senza troppi problemi, al contrario aumentare la corrente significa maggiore potenza che deve essere erogata, il che si traduce in una cattiva efficienza, configurazioni più ingombranti ecc.

Un altro grande vantaggio di un MOSFET rispetto al BJT è l'elevata resistenza di ingresso, che consente di essere integrato direttamente con qualsiasi IC logico, indipendentemente dalla grandezza del carico che viene commutato dal dispositivo. Questo vantaggio ci permette anche di collegare molti MOSFET in parallelo anche con ingressi a bassissima corrente (in mA).

I MOSFET sono fondamentalmente di due tipi, vale a dire. aumento tipo di modalità e esaurimento tipo di modalità. Il tipo di miglioramento è più frequentemente utilizzato ed è quello prevalente.

I MOSFET di tipo N possono essere accesi o attivati ​​applicando una tensione positiva specificata alle loro porte, mentre i MOSFET di tipo P richiederanno esattamente l'opposto che è una tensione negativa per accendersi.

Resistenza di base BJT vs resistenza di gate MOSFET

Come spiegato sopra, la commutazione di base di un BJT dipende dalla corrente. Significa che la sua corrente di base deve essere aumentata proporzionalmente all'aumento della sua corrente di carico del collettore.

Ciò implica che la resistenza di base in un BJT gioca un ruolo importante e deve essere calcolata correttamente per garantire che il carico sia attivato in modo ottimale.

Tuttavia, la tensione di base per un BJT non ha molta importanza, poiché può essere compresa tra 0,6 e 1 volt per una commutazione soddisfacente del carico collegato.

Con i MOSFET è esattamente l'opposto, puoi accenderli con qualsiasi tensione compresa tra 3 V e 15 V, con correnti da 1 a 5 mA.

Quindi, un resistore di base può essere cruciale per un BJT, ma un resistore per il gate del MOSFET potrebbe essere irrilevante. Detto questo, deve essere incluso un resistore di gate di basso valore, solo per proteggere il dispositivo da improvvisi picchi di tensione e transitori.

Poiché tensioni superiori a 5 V o fino a 12 V sono facilmente disponibili dalla maggior parte dei circuiti integrati digitali e analogici, un gate MOSFET può essere rapidamente interfacciato con qualsiasi sorgente di segnale di questo tipo, indipendentemente dalla corrente di carico.

Come sostituire un transistor (BJT) con un MOSFET

In generale possiamo facilmente sostituire un BJT con un MOSFET, purché ci occupiamo delle relative polarità.

Per un BJT NPN, possiamo sostituire il BJT con un MOSFET specificato correttamente nel modo seguente:

• Rimuovere la resistenza di base dal circuito perché in genere non ne abbiamo più bisogno con un MOSFET.
• Collegare il gate dell'N-MOSFET direttamente alla sorgente di tensione di attivazione.
• Mantenere il positivo di alimentazione collegato a uno dei terminali di carico e collegare l'altro terminale del carico allo scarico del MOSFET.
• Infine, collega la sorgente del MOSFET a massa ....... FATTO, hai sostituito il BJT con un mosfet in pochi minuti.

La procedura rimarrà come sopra anche per sostituire un BJT PNP con un MOSFET a canale P, sarà sufficiente invertire le relative polarità di alimentazione.

Schema di sostituzione dei piedini compatibili per BJT PNP con MOSFET a canale P.