Jaka jest różnica między małosygnałowymi tranzystorami bipolarnymi (BJT) sprzedawanymi jako przełączniki vs. wzmacniacze?

Na przykład BJT MMBT3904 i MMBT3906 są wymienione jako tranzystory przełączające NPN / PNP , a arkusze danych wspominają czasy przełączania, natomiast BJT BC846 i BC856 są wymienione jako tranzystory ogólnego zastosowania NPN / PNP (i prędkość przełączania patrząc na częstotliwość przejścia f _t ?)

Oprócz oczywistych (wyższe f _t do przełączania tranzystorów): Czy istnieje różnica w sposobie te są projektowane i produkowane? Czy jeden typ może być ogólnie używany w drugiej aplikacji, ale nie odwrotnie?

Co z takimi rzeczami jak pojemność Millera, liniowość i szum?

Czy są pewne sztuczki w geometrii krzemu lub koncentracji domieszek?

Powiązane, w przypadku tranzystorów polowych: Jaka jest różnica między tranzystorami polowymi (FET) sprzedawanymi jako przełączniki a wzmacniacze?

Z tego, co pamiętam, czytając kilka miesięcy temu w książce danych o tranzystorach Motoroli, przełączanie tranzystorów, jak pan powiedział, ma szybsze stopy i dlatego mają mniejszy region liniowy. Małe tranzystory sygnałowe mają wolniejszą stopę, ale większy obszar liniowy. Niedawno wziąłem udział w klasie VLSI, która niestety skupiała się tylko na MOSFET-ach. Na tej podstawie mogę jedynie założyć, że długość regionu N w n PNP lub długość regionu p w NPN w tranzystorze przełączającym jest mniejsza, więc łatwiej jest zrobić obszar zubożenia wystarczająco duży, aby przewodzić tranzystor. Zakładałbym również, że jest odwrotnie w przypadku małych tranzystorów sygnałowych.

Kluczową różnicą, która najczęściej pozostaje na boku, jest to, że większość AKTYWNYCH urządzeń elektronicznych jest projektowanych, produkowanych i TESTOWANYCH (akceptowanych / odrzucanych) pod kątem spełnienia bardzo określonego zestawu wymagań:

• Możemy nazwać powyższy zestaw wymagań docelowych PIERWOTNYM lub MUSI, co oznacza, że ​​naprawdę musimy osiągnąć bardzo dobrą wydajność przy tych wymaganiach, aby wyróżnić nasze urządzenie i uczynić go lepszym niż urządzenie „standardowe” lub podstawowe.
• Następnie jest druga grupa wymagań, WTÓRNE lub MIŁE DO ZROBIENIA, których nie można przeoczyć, lub nasze urządzenie może znajdować się pod „standardowym” urządzeniem w tych innych parametrach. Najczęściej wymagania wtórne są sprzeczne z wymaganiami pierwotnymi, co oznacza, że ​​poprawa jednego z parametrów pierwotnych pogorszy parametr wtórny. W innych przypadkach dodatkowe wymagania są po prostu drogie do poprawy i tak naprawdę nie są potrzebne na naszym rynku lub aplikacjach.

Powyższe dzieje się po prostu dlatego, że nie jest możliwe stworzenie aktywnego urządzenia, które najlepiej nadaje się do wszystkich (wielu) zamierzonych aplikacji.

Na przykład, odnosząc się do projektu BJT, dla danej technologii wytwarzania, „przełączanie wysokiego napięcia” (wyższy awaria kolektora lawinowego) będzie wymagało większego obszaru domieszek dyfuzyjnych, co z kolei zwiększy wejściowe i wyjściowe pojemności pasożytnicze, oraz tak powstały BJT będzie wolniejszy niż jeśli zdecydujemy się nie ulepszać BVcb. W tym prostym przykładzie pożądanych cech „wyższego BVcb” i „najszybszych czasów przełączania” nie można poprawić jednocześnie. W rezultacie, projektując bardzo liniowe urządzenie poświęcę wyższe BVcb, aby uzyskać wyższe Ft (pasmo wzmocnienia jedności).

Wracając do pierwotnego pytania, istnieją TRZY główne powody, które wyjaśniają, dlaczego producenci czasami „opisują” lub podtytułują urządzenie z takimi przymiotnikami, jak „przeznaczony do przełączania aplikacji” lub „wzmacniacz liniowy ogólnego zastosowania”:

1. Niektóre parametry docelowe, które należy zoptymalizować, aby uzyskać „najlepsze” urządzenie przełączające w ramach danej technologii wytwarzania, są mało przydatne lub działają wbrew najlepszym zachowaniu wzmacniacza liniowego: wytrzymałość pasożytniczych wewnętrznych diod / SCR, bardzo wysoki prąd szczytowy, Ochrona ESD, optymalizacja przechowywania i opóźnienia, wysoka BVcb, stabilność termiczna ...
2. W dzisiejszych czasach powszechne jest budowanie dyskretnych urządzeń zasilających / przełączających, tak jak wiele urządzeń wewnętrznych połączonych równolegle. Ta technika w naturalny sposób poprawia wiele z powyższych parametrów, które sprawiają, że „dobre urządzenie przełączające” spowoduje jednak, że urządzenie będzie znacznie mniej liniowe, dosłownie.
3. Cena £! Poprawa parametru, który nie jest potrzebny do aplikacji docelowej, z pewnością podniesie koszty! Dlaczego? Ponieważ producent będzie musiał teraz scharakteryzować urządzenie również pod kątem niepotrzebnych parametrów, a co gorsza, ODRZUĆ wyprodukowane urządzenia, które nie spełniają określonego parametru podczas fazy testowania. Spowoduje to obniżenie wydajności procesu produkcyjnego i wzrost cen.

Ostatni element, charakteryzujący i testujący niepotrzebny parametr, jest łatwy do wykrycia w wielu arkuszach danych. Zauważysz, że wiele BJT ogólnego zastosowania (wzmacniacz liniowy) nie gwarantuje ani nawet nie podaje oczekiwanych wartości czasów przechowywania i opóźnień. Z drugiej strony, przełączanie BJT przez większość czasu w pełni scharakteryzuje czasy przełączania, kształty fal i powiązane parametry, ale nie zagłębi się w szczegóły i nie przedstawi zmienności krzywych hie / hfe / hoe.