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MOSFET已經(jīng)是是開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域的絕對主力器件。但在一些實(shí)例中，與MOSFET相比，雙極性結式晶體管 (BJT) 可能仍然會(huì )有一定的優(yōu)勢。特別是在離線(xiàn)電源中，成本和高電壓（大于 1kV）是使用BJT而非MOSFET的兩大理由。 在低功耗（3W 及以下）反激式電源中，很難在成本上擊敗 BJT。大批量購買(mǎi)時(shí)，一個(gè) 13003 NPN 晶體管價(jià)格可低至 0.03 美元。該器件不僅可處理 700V VCE，而且無(wú)需過(guò)大的基流便可驅動(dòng)幾百毫安的電流。使用 BJT，增益和功率耗散可能會(huì )將實(shí)際使用限制在低功耗應用中。在這些低功耗標準下，MOSFET 與 BJT 之間的效率差異非常細微。下圖 1 對比了兩個(gè)相似 5V/1W 設計的效率。第一個(gè)設計是“230VAC 輸入、5.5V/250mA 非隔離式反激轉換器”使用 MOSFET，而另一個(gè)設計則是“120VAC 輸入、5V/200mA 反激轉換器”使用 BJT。這并不是完全公平的對比，因為這兩個(gè)電源在設計上采用不同的輸入電壓運行，但它說(shuō)明了它們的效率有多相似。 圖 1：反激轉換器MOSFET設計與BJT設計的效率對比 有些新控制器實(shí)際是設計用于驅動(dòng) BJT 的，目的是提供最低成本的解決方案。在大多數情況下，具有外部 BJT 的控制器比包含集成型 MOSFET 的控制器便宜。在使用 BJT 控制器進(jìn)行設計時(shí)，必須注意確保 BJT 的基極驅動(dòng)與增益足以在變壓器中提供必要的峰值電流。 在稍微偏高的功率級下，FET 與 BJT 的效率差異就會(huì )變得較為明顯，原因在于 BJT 較差的開(kāi)關(guān)特性與壓降。但是，對于輸入電壓高于 100-240VAC 典型家用及商用電壓范圍的應用來(lái)說(shuō)，BJT 可能仍有優(yōu)勢。工業(yè)應用與功率計就是這種情況的兩個(gè)實(shí)例，它們可能需要更高的輸入電壓。價(jià)格合理的 MOSFET 只能用于 1kV 以下。在有些功率計應用中，線(xiàn)路電壓可能會(huì )超過(guò) 480VACrms。在整流器后會(huì )達到 680Vdc 以上的電壓。對于三相位輸入，這一數字可能還會(huì )更高。電源開(kāi)關(guān)需要能夠承受這種電壓以及反射輸出電壓與漏電峰值。在這些應用中，MOSFET 可能根本就無(wú)法作為選項，因此 BJT 就成了最簡(jiǎn)單、最低成本的解決方案。 我們之前討論過(guò)，當功率級提高到 3W 以上時(shí)，BJT 中的開(kāi)關(guān)損失可能就會(huì )成為大問(wèn)題。使用級聯(lián)連接來(lái)驅動(dòng) BJT 可以緩解這一問(wèn)題。下圖 2（摘自 PMP7040）是級聯(lián)連接的工作情況。BJT (Q1) 的基極連接至 VCC 電軌，同時(shí)發(fā)射極被拉低用以打開(kāi)開(kāi)關(guān)。在 UCC28610 內部，一個(gè)低電壓 MOSFET 將 DRV 引腳拉低，并由一個(gè)內部電流感應來(lái)安排峰值開(kāi)關(guān)電流。由內部 MOSFET 實(shí)現快速關(guān)斷，因為它與外部高電壓 BJT 串聯(lián)。 圖 2：PMP7040 原理圖展示級聯(lián)連接的工作情況 總之，BJT 可能會(huì )在您的電源中具有重要意義，仍然是有一些原因的。在低于 3W 的應用中，它們可能會(huì )在不怎么影響性能的情況下，具有低成本優(yōu)勢。在更高電壓下，它們可在 MOSFET 選擇可能具有局限性的情況下提供更多選擇。 |
