¿Por qué los chips analógicos usan el transistor BJT y no el transistor FET como sus contrapartes digitales?

Answer 1

En analógico, nos preocupamos principalmente por una mayor impedancia, ganancia y bajo ruido. BJT hace un mejor trabajo que CMOS por una variedad de razones, la más importante es la relación actual con el sesgo.
CMOS tiene una dependencia cuadrática, mientras que BJT tiene una dependencia exponencial.
Además, la transconductancia de señal pequeña (gm) del BJT es inversamente proporcional al voltaje térmico (VT), mientras que la transconductancia del MOSFET es inversamente proporcional a (Vgs – Vt). El voltaje térmico es mucho más bajo que Vgs – Vt. Entonces, BJT siempre le proporciona una transconductancia más alta que un MOSFET.
, para BJT
, para MOSFET

En una palabra:

• Mayor velocidad de conmutación.
• Unidad de corriente más alta por unidad de área.
• Mayor transconductancia: mayor ganancia.
• Fuentes de corriente de mayor impedancia de salida.
• Mejor rendimiento de ruido.

Answer 2

En el diseño de circuitos, un transistor bipolar puede hacer el trabajo de aproximadamente 6 o más dispositivos CMOS. Esto es principalmente una consecuencia de la alta transconductancia que se puede lograr con muy bajos voltajes posibles con un dispositivo bipolar.

Dicho esto, la tecnología moderna es tal que los transistores FET en un IC son básicamente libres cuando se considera el diseño de una función analógica. En consecuencia, uno debe tener un argumento muy bueno para usar un dispositivo bipolar sobre un FET en un circuito integrado,

Hay muchos buenos argumentos, pero cada vez son menos a medida que avanzan los métodos de diseño de circuitos.

Answer 3

Se pueden hacer verdaderos circuitos analógicos utilizando procesos FET o procesos bipolares (BJT). Cada uno tiene sus ventajas, pero no se pueden mezclar en un solo chip monolítico. Por lo tanto, dependiendo de las características deseadas, se debe elegir una u otra, y se pueden implementar muchas funciones en cualquiera de ellas.

Por ejemplo, puede obtener opamps bipolares o FAP opamps,

Answer 4

En realidad, la mayoría de los diseñadores de chips analógicos diseñan en CMOS en estos días. ¿Por qué? Precio.

Los procesos más baratos son los viejos procesos CMOS de vainilla. Si puede diseñar algo en CMOS, ¿por qué diseñar en procesos BJT y pagar el doble?

Sí, es agradable diseñar con BJT. Pero a menos que tenga una aplicación de nicho que no le permita diseñar en CMOS de vainilla (unidad de alta corriente, alta velocidad o alta ganancia), puede lograr lo mismo en CMOS.

Puedo decirle que la investigación que hago no se pudo hacer con BJT. Mi investigación es en circuitos clasificadores lineales de ultra baja potencia. Un chip completo que funciona a menos de 10nW. No hay forma de que los BJT puedan hacer eso. Un BJT entrará en la generación de recombinación y será casi inútil.

Answer 5

Lo que dijiste es cierto para el dominio discreto. Sin embargo, para los circuitos integrados, FET es convencional simplemente porque es más barato de fabricar.

En la tecnología actual, una de las principales áreas para el diseño de señales analógicas / mixtas son los ADC y DAC. Por lo general, requieren una buena combinación y eso es mejor con los pies.

El único lugar donde todavía se usa BJT (para circuitos integrados) es para espacios de banda de buena calidad.

Incluso para la mayoría de los bloques de RF, las implementaciones de FET son factibles, al menos para aplicaciones de tipo teléfono inteligente.

Answer 6

Se utilizan FET, principalmente en las etapas de entrada para obtener una impedancia de entrada muy alta. Pero después de eso, generalmente cambian a transistores bipolares, ya que tienen menos ruido y mayor ganancia de corriente.