MOSFETがBJTよりもスイッチとして適しているのはいつですか？

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）。これは、電流を 2倍するたびに、一部の電力損失と発熱を 4倍することを意味します。高速スイッチングを備えたMOSFETの高いゲート容量は、BJTへの低い駆動電流（例：50mA）とは対照的に、大きなゲートドライバとMOSFETへの非常に高い駆動電流（例：+/- 500mA）が必要であることを意味します。したがって、スイッチング周波数が速いほど、BJTのベースを駆動するのではなく、MOSFETのゲートを駆動する際の損失が大きくなります。

2）したがって、ここでは、移行するいくつかのケースを示します。それでもMOSFETよりもBJTを選択します：

（太字のより適切な理由-これはやや主観的です）

1. より高いスイッチング周波数が必要です。
   1. 上記を参照してください。
   2. （最近ではMOSFETを非常に高速に切り替えることができるため、これが問題になることはめったにないと思います）。実世界の高周波設計の経験が豊富な人は、気軽にチャイムを鳴らしてください。ただし、以下の教科書に基づくと、BJTの方が高速です。
2. 作成する必要がありますオペアンプ。
   1. 以下で引用する教科書には、BJTがこれに適している（オペアンプの作成に使用されている）と記載されています（強調を追加）：
      

      したがって、2つのトランジスタタイプにはそれぞれ独自の独自の利点があることがわかります。バイポーラ技術は、オペアンプ。

3. [結果は異なる場合があります]コストと可用性を重視します。
   1. 部品を選択するとき、特定の設計目標に対して多くの部品が機能することがあり、BJTの方が安い場合もあります。もしそうなら、それらを使用してください。 BJTはMOSFETよりもはるかに長いものでしたが、部品を購入した私のやや限定された主観的な経験は、BJTが本当に安価であり、特にスルーを検索するときに、より多くの余剰および安価オプションを選択できることを示しています。 -手はんだ付けが簡単な穴（THT）部品。
   2. ただし、世界のどこにいるかによっても、経験は異なる場合があります（確かにはわかりません）。 。DigiKeyなどの現代の評判の良いサプライヤからの現代の検索では、正反対のことが示され、MOSFETが再び勝ちます。2020年10月のDigiKeyでの検索では、 37808が示されています。 MOSFETの結果、 11537はTHT であり、BJTの結果は 18974のみです、 8849はTHT です。
   3. [はるかに-関連] MOSFETを駆動するために頻繁に必要とされるゲートドライバICおよび回路（低）MOSFETベースの設計にコストを追加する可能性があります。
4. 設計をシンプルにする必要があります。
   1. すべてのBJTは事実上”論理レベル”です（これは実際にはBJTの概念ですが、私には耐えてください）。なぜなら、BJTは電圧駆動ではなく、電流駆動だからです。これをMOSFETと比較してください。MOSFETでは、完全にオンにするために 10V〜12VのV_GSまたはゲートからソースへの電圧が必要です。 3.3Vまたは5Vマイクロコントローラーを使用するときにこれらの高電圧でMOSFETゲートを駆動する回路を作成することは、特に初心者にとっては苦痛です。臭いものをオンにするためだけに、より多くのトランジスタ、プッシュプル回路/ハーフHブリッジ、チャージポンプ、高価なゲートドライバICなどが必要になる場合があります。これを、必要なのが1つの抵抗だけで3.3Vマイクロコンピュータが問題なくオンにできるBJTと比較してください。特に、ダーリントンBJTトランジスタであるため、巨大なHfeゲイン（約500〜1000以上）で、超低電流（< 1〜10 mA）でオンにできます。
   2. したがって、単純なBJTトランジスタをスイッチとしてではなく、MOSFETトランジスタをスイッチとして適切に駆動するには、設計がはるかに複雑になる可能性があります。解決策は、”ロジックレベル” MOSFET。つまり、ゲートをマイクロプロセッサ”ロジックレベル”、3.3Vや5Vなど。ただし、問題は次のとおりです。ロジックレベルMOSFETはさらにまれであり、選択できるオプションが少なく、比較的高価であり、ゲート容量が高い可能性があります。高速をしようとするときに克服する魔女。つまり、ロジックレベルのMOSFETを使用した場合でも、プッシュプルゲートドライバ回路/ハーフHブリッジ、または大電流で高価なゲートドライバICを導入するには、より複雑な設計に戻る必要がある場合があります。ロジックレベルMOSFETの高速スイッチングを有効にするため。

これ本（ISBN-13：978-0199339136） マイクロエレクトロニック回路（電気およびコンピュータエンジニアリングのオックスフォードシリーズ） 、第7版、Adel S.SedraおよびKennethC。Smith著、”付録G：MOSFETとBJTの比較” （ここでオンラインで表示）、追加の洞察を提供します（強調を追加）：

G.4 MOSトランジスタとバイポーラトランジスタの組み合わせ—BiCMOS回路

上記の説明から、BJTにはMOSFETよりもはるかに高いトランスコンダクタンスという利点があることは明らかです。 （gm）同じ値のDCバイアス電流で。したがって、増幅器の段ごとにより高い電圧ゲインを実現することに加えて、バイポーラトランジスタ増幅器は、対応するMOSと比較して優れた高周波性能を備えています。

一方、MOSFETのゲートでの入力抵抗は実質的に無限であるため、入力抵抗が非常に高く、入力バイアス電流はほぼゼロです。また、前述のように、MOSFETはスイッチの優れた実装を提供します。これにより、CMOSテクノロジは多数のアナログ回路機能を実現できます。これはバイポーラトランジスタでは不可能です。

したがって、2つのトランジスタタイプにはそれぞれ独自の独自の利点があることがわかります。バイポーラ技術は、次のような非常に高品質の汎用回路ビルディングブロックの設計に非常に役立ちました。オペアンプとして。一方、 CMOSは、非常に高いパッキング密度を備えており、デジタル回路とアナログ回路の両方に適しています。は、非常に大規模な集積回路の実装に最適なテクノロジーになりました。 それでも、CMOS回路の性能は設計者が、高いgmと優れた電流駆動能力を必要とする機能で使用できるバイポーラトランジスタを（同じチップ上で）利用できる場合は改善されます。 A CMOS回路と同じチップ上に高品質のバイポーラトランジスタを製造できる技術は、適切に BiCMOS と呼ばれます。この本の適切な場所で、面白くて便利なBiCMOS回路ブロック。

この答えはこれを繰り返します： BJTは最新の集積回路で使用されていますかMOSFETと同程度ですか？。

“付録G

は、” の例も参照できます。 G.3 “。この例では、NPNBJTトランジスタが遷移周波数、f_Tの 15.3に到達していることを示しています。 GHz 、コレクタ電流I_C、1mA。これは、ドレイン電流で 9.7 GHz の遷移周波数に達するNMOSトランジスタ（NチャネルMOSFET）とは対照的です。 I_D、1mA。

コメント

• MOSFETを常に使用して、忘れてはどうでしょうか。 BJTについて？
• ‘回答に新しいセクションを追加しました。主に私は次のように思います：1）使いやすさ：BJTは一般的に運転がはるかに簡単で、’特別なゲートドライバーや派手なプッシュプル回路を必要としません、2）コスト（これについては完全にはわかりませんが、要因かもしれません）、3）可用性（今日のDigikeyでは、BJTよりも多くのMOSFETが利用可能ですが、世界の一部の地域では、BJTが存在しているため、逆のことが依然として当てはまる可能性がありますもっと長いですか？-完全にはわかりません）。ですから、私にとっては、ほとんどが＃1です。BJTは、ほとんどの部分でまだ運転しやすいです。
• @ Quantum0xE7、私がここに投稿したものを超えて、’ ‘よくわからないと思います。 ‘もっと自分自身を知りたいです。
• FETは必要な電流が少なく、実際にはスイッチを作成しようとしているだけなので、FETはBJTよりも簡単かつ迅速に切り替えることができます。これは真実ではありませんか？
• @ Quantum0xE7、定常状態の場合、間違いなく真実です。 MOSFETゲートを一度充電してそこに保持するだけで、’完了します（そして、遅いプルアップ/プルダウン抵抗でも問題ありません）。高速スイッチングの場合、間違いなく真実ではありません。上記の2つのセクションを参照してください。1）MOSFETセクション： ” MOSFETは、切り替える速度が速いほど効率の向上を失い始めます” 、および2）BJTセクション： “デザインをシンプルにしたい” 。注：この場合、’は”スイッチ”を解釈して-モーター、LED、電圧コンバーター、およびスイッチモード電源の駆動に使用される高速PWMスイッチング。

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