市场上销售的开关和放大器的场效应晶体管（FET）有什么区别？

例如，J108 JFET被列为“ N通道开关”，数据表中提到了电阻的RDS，而J201 JFET被列为“ N通道通用放大器”（并且导通电阻必须为从IDS曲线推导出来？）

这些产品的设计和制造方式是否有所不同？通常可以将一种类型用于其他应用程序吗，反之亦然？

对于BJT，相关：作为开关与放大器销售的小信号双极结型晶体管（BJT）之间有什么区别？

晶体管的设计可以有多种选择，其中一些折衷方案对于开关应用更好，而其他折衷方案则用于“线性”应用。

开关旨在将其大部分时间花费在完全打开或完全关闭上。因此，开和关状态很重要，中间状态的响应曲线不太相关。

对于大多数应用，大多数晶体管的截止状态泄漏电流都足够低，无关紧要。对于开关应用，最重要的参数之一是“导通”的方式，如FET中的Rdson和双极的饱和电压和电流所量化的。这就是为什么开关FET具有Rdson规格的原因，不仅要显示其完全导通的性能，而且对于电路设计者来说，知道它们将下降多少电压并耗散热量也很重要。

用作通用放大器的晶体管在“线性”区域工作。它们的特性可能并不是那么线性，但这是业界使用的名称，表示晶体管既未完全导通也不完全截止的中间范围。实际上，对于放大器的使用，您永远不要完全达到任何一个极限状态。因此，Rdson无关紧要，因为您计划永远都不会处于那种状态。但是，您确实想知道该器件对栅极电压和漏极电压的各种组合有何反应，因为您打算在广泛的范围内使用它。

晶体管设计者需要权衡取舍，以使其对栅极电压的响应与最佳的全导通有效电阻相比更具比例。这就是为什么将某些晶体管提升为开关而不是线性工作的原因。然后，数据手册还将重点关注与电路设计人员针对预期用途最相关的规格。

对于功率MOSFET，有一个很好的经验法则表明，该零件越新，就越适合开关应用进行优化。最初，MOSFET被用作线性稳压器（无基极电流会降低空载损耗或整体效率）或AB类音频放大器的传输元件。如今，新一代MOSFET的发展推动力当然是开关电源的普及以及对变频器的电动机控制的不断发展。在这方面取得的任何成就都非同凡响。

每个新一代开关MOSFET都改善了一些特性：

• 更低的R _DS， on-因为最小化传导损耗意味着最大化整体效率。
• 更少的寄生电容-由于栅极周围的电荷较少，有助于减少驱动损耗并提高开关速度；切换转换所花费的时间越少，意味着切换损失就越少。
• 内部二极管的反向恢复时间更短；与更高的dV / dt额定值相关联-这也有助于减少开关损耗，并且这也意味着当您迫使它真正非常快地关断时，就无法轻易破坏MOSFET。
• 雪崩耐用性-在开关应用中，始终涉及电感。切断流向电感器的电流意味着产生大的电压尖峰。如果吸收不良或完全松开，则尖峰将高于MOSFET的最大额定电压。良好的雪崩等级意味着您可以在灾难性故障发生之前获得一些额外的奖励。

但是，对于MOSFET的线性应用来说，还有一个鲜为人知的陷阱，随着新一代的出现，它变得更加明显：

• FBSOA（前向偏置安全操作区域），即线性操作模式下的功率处理能力。

诚然，对于任何类型的MOSFET，无论是新旧的，这都是一个问题，但是较旧的工艺要宽容一些。这是具有大多数相关信息的图：

资料来源：APEC，IRF

对于高的栅极到源极电压，温度升高将导致导通电阻增加，而漏极电流减小。对于开关应用，这非常完美：MOSFET具有很高的V _GS驱动至良好的饱和度。考虑并联MOSFET，请记住，单个MOSFET的芯片上有许多微小的并联MOSFET。当其中一个MOSFET变热时，它的电阻将增加，其邻居将“吸收”更多的电流，从而导致整体分布良好且没有热点。太棒了

但是，对于低于两条线交叉的V _GS的值（称为零温度交叉）（请参阅IRF的App'note 1155），温度升高将导致R _DS，on降低，并导致漏极电流增加。这是热失控会敲门的地方，这与普遍认为仅BJT现象相反。将会出现热点，并且您的MOSFET可能会以引人注目的方式自毁，并带走附近的一些漂亮电路。

有传言说，与针对开关应用重要的上述特性进行了优化的新型沟槽器件相比，较旧的横向MOSFET器件在其内部，并行，片上MOSFET上具有更好的匹配传输特性。我已经链接到的论文进一步证明了这一点，该论文显示了新型器件在零温度交叉点如何具有更高的V _GS。

长话短说：有些功率MOSFET更适合线性应用或开关应用。由于线性应用变得像小众应用，例如用于电压控制的电流吸收器，因此需要特别注意正向偏置安全工作区（FB-SOA）的图形。如果它不包含用于直流工作的线路，则这是一个重要提示，表明该设备可能无法在线性应用中很好地工作。

这是IRF论文的又一个链接，对我在这里提到的大多数内容进行了很好的总结。