双极性晶体管VS MOSFET

                                        图3 Vbe(sat) 随温度变化曲线  

4．驱动功率：

1）MOSFET仅仅需要基区电流给它的门极电容充放电，因此在低频和直流电的情况下，MOSFET需要的驱动功率基本为零；高频时驱动功率增加。

2）而晶体管需要足够的基区电流Ib，来达到最低的Rce(sat),由此带来基区损耗Pd=Ib*Vbe(sat)必须考虑在内.;如果需要基区驱动电阻Rb的话，还要加上这个电阻的损耗Pr=[Vlogic-Vbe(sat)]/Rb.可以通过增大晶体管的增益来减小这些损耗，高增益的单个晶体管就可以达到mA级电流控制A级的电流的效果。

5．导通电阻受温度影响：

对于功率开关来说，导通电阻随温度变化的关系非常重要。随着温度的升高，各组成部分的纯电阻上升。  

1）在操作温度范围内，随着温度上升，MOSFET的Rds(ON)基本按照2倍左右的正斜率上升；大约是0.64%/度（见图4）在驱动条件一定的情况下，MOSFET可以通过降低开启的门限电压来补偿；  

2） 对晶体管来说，随着温度的上升，增益也迅速上升，Vce(sat)变化很小（图5），Rce(sat)上升的速率差不多是Rds(ON)的一半：大约是0.38%/度。在相同的硅面积下，晶体管的温升更小，电流密度高。

图4 Rds(ON) 随温度变化曲线

                                      图5  不同温度下 Vce(sat) VS Ic

6．硅的利用率：

1）对MOSFET来说，在管体导通前，需要横向开拓电流通路，所以需要更多的半导体硅晶片。  

2）而最优化的BIPOLAR TRANSISTOR，采取电流垂直流动（图6），通过最小化base contact,发射区面积得到最大利用。

从这个意义上说，相同硅晶片的晶体管比MOS管更能有效的传输电流，从而可以减小封装。   

                                      图6 ZETEX最新几何技术  

7． 开关速度：

1） MOSFET是多子飘移运动导电，具有绝对的优势，很容易达到几百KHz,甚至几M,乃至几十MHz；  

2） 三极管是少子的扩散运动导电，尽管最近几年技术发展很快，出现许多高频管，但是能达到100K就相当不容易了。  

8．防静电ESD:  

1） MOSFET 对静电敏感，尤其是门极电荷累积过多而不能及时放掉的话，很容易造成门极击穿；除了运输和保管的时采取正确措施外，在设计的时候，门极和地之间经常要加上几十Kohm的放电电阻。

2）而双极性晶体管抗静电能力相对较强，可以比较顺利的通过标准的人体静电模式测试。  

9．抗干扰能力：

1）MOSFET的输入电流几乎为零，输入电阻极大，依靠多数载流子的飘移运动形成电流；抗外界干扰能力较强。  

2）晶体管在放大或饱和状态下，必然存在基极电流，因此输入电阻比较小；导电机理是基区的非平衡的少数载流子的扩散运动，更容易受温度、射线等外界因素的影响。

10．反向增益(hFC)：

这个特性只有双极性晶体管具有。由于高掺杂的集电区也相当于发射区，在低压变量的时候，反向增益的峰值有可能达到正向增益峰值的30％――50％；例如，ZETEX的Super-B晶体管反向增益峰值可以达到100――300。反向增益的典型用途之一是可以传导由外部的感性负载带来的反向瞬态冲击效应，也就可以省略保护二极管了。

                               图7 ZETEX 晶体管FMMT717反向增益曲线图  

将MOSFET和BIPOLAR TRANSISTOR优点结合，就产生了IGBT（ISOLATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR）,他们共同组成了最基本的半导体器件。