스위치 대 앰프로 판매되는 소 신호 양극 접합 트랜지스터 (BJT)의 차이점은 무엇입니까?


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예를 들어, MMBT3904MMBT3906 BJT는 NPN / PNP 스위칭 트랜지스터 로 표시되고 데이터 시트에는 스위칭 시간이 언급되고 BC846BC856 BJT는 NPN / PNP 범용 트랜지스터로 표시됩니다 (스위칭 속도는 추론되어야 함) 전이 주파수 f t ? 를 보면서 )

명백한 것 외에도 ( 트랜지스터 스위칭의 경우 더 높은 f t ) : 설계 및 제조 방식에 차이가 있습니까? 한 유형을 다른 응용 프로그램에서 일반적으로 사용할 수 있지만 그 반대의 경우는 사용할 수 없습니까?

밀러 커패시턴스, 선형성 및 노이즈와 같은 것은 어떻습니까?

실리콘의 기하학적 구조 또는 도펀트의 농도에는 어떤 트릭이 있습니까?

FET 관련 : 스위치 대 증폭기로 판매되는 전계 효과 트랜지스터 (FET)의 차이점은 무엇입니까?


흥미롭게도 NXP는 MMBT3904를 스위칭 트랜지스터라고 부르지 만 페어차일드는이를 "범용 증폭기"라고 부르며 두 역할 모두에 적합하다고 말합니다. fairchildsemi.com/products/discretes/bipolar-transistors/…
Peter Green

답변:


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몇 달 전에 모토로라 트랜지스터 데이터 북을 읽은 것을 기억하면서, 트랜지스터는 더 빠른 피트를 가지고 있으며 이로 인해 더 작은 선형 영역을 가지고 있습니다. 작은 신호 트랜지스터는 ft가 느리지 만 선형 영역이 더 큽니다. 최근 불행히도 MOSFET에만 초점을 맞춘 VLSI 클래스를 사용했습니다. 이로부터, 스위칭 트랜지스터에서 n PNP의 N 영역의 길이 또는 NPN의 p 영역의 길이가 더 작기 때문에 공핍 영역을 트랜지스터 전도로 만들기에 충분히 크게 만드는 것이 더 쉽다고 가정 할 수있다. 또한 작은 신호 트랜지스터의 경우 그 반대가 사실이라고 가정합니다.


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대부분 남은 시간의 주요 차이점은 대부분의 ACTIVE 전자 장치는 매우 구체적인 요구 사항을 충족시키기 위해 설계, 제조 및 테스트 (수락 / 거부)된다는 것입니다.

  • 위의 목표 요구 사항을 PRIMARY 또는 MUST라고 부를 수 있습니다. 즉, 장치를 차별화하고 "표준"또는 기본 장치보다 나은 성능을 발휘하려면 이러한 요구 사항에서 매우 우수한 성능을 달성해야합니다.
  • 그런 다음 간과 할 수없는 2 차 또는 2 차 요구 사항 그룹이 있습니다. 그렇지 않으면 장치가 이러한 다른 매개 변수에서 "표준"장치에있을 수 있습니다. 대부분의 경우, 2 차 요구 사항이 1 차 요구 사항과 상충되기 때문에 1 차 매개 변수 중 하나에서 더 나아질수록 2 차 매개 변수가 악화됩니다. 다른 경우에, 2 차 요구 사항은 개선하기 위해 비용이 많이 들며 우리의 타지 시장이나 어플리케이션에는 실제로 필요하지 않습니다.

위의 내용은 모든 (다수) 응용 프로그램에 가장 적합한 능동 장치를 만드는 것이 불가능하기 때문에 발생합니다.

예를 들어, BJT 설계와 관련하여, 주어진 제조 기술에 대해, "고전압 스위칭"(높은 애벌 런치 콜렉터-베이스 항복)은 더 높은 확산 도펀트 영역을 필요로하며, 이는 입력 및 출력 기생 커패시턴스를 더 높이게합니다. 따라서 BVcb를 개선하지 않기로 결정한 경우보다 결과 BJT가 느려집니다. 이 간단한 예에서, 원하는 특성 "더 높은 BVcb"및 "가장 빠른 스위칭 시간"을 동시에 개선 할 수는 없습니다. 결과적으로, 매우 선형적인 장치를 설계 할 때 더 높은 Ft (unity gain bandwith)를 얻기 위해 더 높은 BVcb를 희생 할 것입니다.

원래의 질문으로 되돌아 가서, 제조업체가 때때로 "애플리케이션 스위칭을 위해 설계된"또는 "범용 리니어 증폭기"와 같은 형용사로 장치에 "라벨"하거나 자막을 표시하는 이유를 설명하는 세 가지 주요 이유가 있습니다.

  1. 주어진 제조 기술 하에서 "최상의"스위칭 장치를 얻기 위해 최적화해야하는 일부 목표 매개 변수는 기생 내부 다이오드 / SCR의 견고성, 매우 높은 피크 전류, ESD 보호, 저장 및 지연 시간 최적화, 높은 BVcb, 열 안정성 ...
  2. 요즘에는 병렬로 연결된 많은 내부 장치처럼 개별 전원 / 스위칭 장치를 구축하는 것이 일반적입니다. 이 기술은 자연스럽게 "좋은 스위칭 장치"를 만드는 위의 많은 매개 변수를 개선하지만 문자 그대로 선형을 훨씬 덜 선형 적으로 만듭니다.
  3. 가격! 대상 응용 프로그램에 필요하지 않은 매개 변수를 개선하면 비용이 확실히 증가합니다! 왜? 제조업체는 이제 실제로 필요하지 않은 매개 변수에 대해서도 장치의 특성을 분석해야하며, 테스트 단계에서 명명 된 매개 변수를 만족하지 않는 제조 된 장치를 거부해야합니다. 이는 제조 공정의 수율을 낮추고 가격을 상승시킵니다.

실제로 필요하지 않은 매개 변수에 대한 마지막 항목, 특성화 및 테스트는 많은 데이터 시트에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 많은 일반용 (선형 증폭기) BJT가 저장 및 지연 시간에 대한 예상 값을 보증하거나 명시하지도 않습니다. 반면에 스위칭 BJT는 대부분 스위칭 시간, 파형 및 관련 매개 변수를 완전히 특성화하지만 hie / hfe / hoe 곡선의 가변성을 자세히 설명하지는 않습니다.

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