Quando ha senso preferire i BJT ai MOSFET?

[lino9999]

Ciao a tutti,

mi chiedevo: in quali casi ha ancora senso preferire i transistor BJT ai MOSFET?

Ormai i MOSFET sembrano dominare grazie a efficienza e bassa resistenza di conduzione, ma ho letto che in alcune applicazioni (come l’amplificazione di segnale o i carichi molto lineari) i BJT possono avere vantaggi.

Avete esempi o esperienze concrete in cui avete visto un BJT funzionare meglio di un MOSFET?

[DarwinNE]

Quando si usano i BJT o i MOSFET in elettronica analogica integrata, le proprietà di amplificazione di piccolo segnale sono determinate dalla trasconduttanza gm. Un buon parametro per valutare se un transistor è "buono" o "cattivo" è calcolare gm/Id, dove Id è la corrente di polarizzazione nel drain (o del collettore) nel punto di lavoro.
Nel caso di un bipolare, gm/Id (anzi, gm/Ic) è praticamente una costante e (entro certi limiti) vale 1/Ut dove Ut è la tensione termica (26 mV a 300 K). Quindi 1/Ut è dalle parti di 38 V^(-1).
Nel caso di un MOSFET, gm/Id cambia tantissimo a seconda del punto di lavoro e rimane sempre inferiore a 1/Ut. Si possono utilizzare MOSFET in quello che si chiama inversione debole, in cui si comportano quasi come i bipolari, ma a parità di corrente di polarizzazione, tendono a diventare piuttosto grandi. Questo vuol dire che a parità di consumo elettrico e superficie, i BJT sono praticamente sempre più efficienti come amplificatori lineari.

Poi c'è da considerare millemilia altri parametri:
- la disponibilità tecnologica di ottimi transistor MOSFET (giacché si usano già per il digitale...)
- certi altri vantaggi dei MOSFET in altre situazioni interessanti per l'analogica (interruttori analogici, etc...)
- il fatto che con tensioni di alimentazioni molto basse potrebbe non essere facile mettere la giunzione BE di un BJT in conduzione diretta
- il fatto che non esiste solo la trasconduttanza...

Insomma, è una domanda piuttosto complicata. Quello che so è che certe tecnologie di produzione offrono la possibilità di usare dei bipolari di buona qualità a fianco dei MOS, ma che è un po' un lusso poterli avere sottomano.

Oggi per i MOSFET, la scelta del gm/Id è un parametro fondamentale, perché è un fattore di merito comodissimo per fare scelte delicatine.

[lelerelele]

ti dico la mia opinione, da hobbista, ,
preferirei i mosfet in tutte le applicazioni digitali, dove devo avere saturazione e velocità, ed in applicazioni switching di potenza, impagabili i mosfet.
userei quasi sempre i BJT per amplificazioni lineari, di segnale o potenza, sia per la maggiore semplicità di ottenere linearità, che per la difficoltà dei mosfet di dissipare potenze considerevoli.
se si opta per amplificazioni di potenza, analogica, ma non lineare, una ottima ed a volte insotituibile soluzione è IGBT, mantiene vari vantaggi del mosfet ed acqusisce un vantaggio notevole di dissipazione di potenza.

ma la soluzione ottimale deve essere valutata caso per caso, in base alle condizioni di lavoro ed i segnali che devono essere trattati.

saluti.

[EcoTan]

da hobbista

Negli stadi a radio frequenza, magari superrigenerativi, un J-fet semplifica la polarizzazione, la limitazione e gli adattamenti di impedenza.

[lelerelele]

Ti credo sulla parola EcoTan, non ho esperienza in RF, se non una conoscenza teorica sommaria.

Un mio amico aveva tra le mani un transistor da trasmissione RF da 1KW non ricordo però di che tipo fosse, erano però gli anni 90?

[EcoTan]

1 kW sembra tantissimo ma alla fine nel mio piccolo ho fatto un lineare da 50 W in modulazione di ampiezza, quindi 200 W output al picco di modulazione, e poiché il rendimento di un lineare non è tanto elevato siamo quasi sul mezzo kW input. I transistor erano due, l'apparecchio non lo ho smontato e magari funzionerebbe ancora.

[lelerelele]

1 kW sembra tantissimo ma alla fine nel mio piccolo ho fatto un lineare da 50 W in modulazione di ampiezza.

Se non sbaglio si ha il vantaggio di lavorare in classe C, con un angolo di conduzione abbastanza basso.

io non sono mai arrivato ad avere un pezzo funzionante,

[stefanopc]

Sarebbe interessante completare la domanda nel titolo con il campo di applicazione desiderato.
È un po' come dire quando preferire la barca alla macchina ( automobile) .
Ciao