¿Por qué los MOSFET son mejores que los BJT en la aplicación de la resistencia controlada por voltaje?

Lo siguiente se refiere a BJT de NPN y FET de canal N

Es realmente difícil obtener buenas representaciones precisas de la corriente del colector en comparación con el voltaje del colector-emisor para diferentes niveles de corriente base. Es un poco más fácil para los JFET porque, tradicionalmente, pretenden abarcar la funcionalidad de una resistencia controlada por voltaje. De todos modos, aquí están los tres mejores que pude encontrar y muestran una historia similar: -

LapartesuperiorizquierdaesunBJT.LapartesuperiorderechaesunJFET.AbajoalaizquierdahayunMOSFETyabajoaladerecha.Hedibujadomipropiaimagendelasaturación/regiónóhmica.Básicamente,loqueestoytratandodedeciresquelostresdispositivossepuedenusarcomounaresistenciacontroladaporvoltaje(VCR)porqueelcontroldelabase/compuertapuedevariarlapendientedelgráficoylapendienteesbásicamenteconductorayeso,asuvez,setraducealaresistencia.

UnacosaquehacequeunJFETseamuchomássuperioresquelacorrientededrenajeyelvoltajepuedeninvertirse(hacersenegativos)ylaformacaracterísticadelasresistenciasesmuysimilar.Notienenlamismacalidaddealtafidelidad,perosonlosuficientementebuenasparacontrolarelvolumenenunaradiodetransistoresbarataolaamplitudenunosciladordeondasinusoidal.

LosBJTsetambaleanunpococuandoelvoltajeseinvierteporqueentoncesconfíasenqueeltransistoressimétricoytienelamismaganancia.LosMOSFETgeneralmente(peronosiempre)tienenundiodoparásitoqueloshaceinadecuadosparavoltajesnegativoscuandoseusancomounVCR.

IríaaJFETtodoslosdías.

Comonotaalpie,nocreasquelacaracterísticaBJTsepareceaesto:-

No muestra completamente la región óhmica / saturación correctamente. Más bien, parece indicar que hay un valor de resistencia independientemente de la corriente de base.

¿Por qué los MOSFET son mejores que los BJT en la aplicación de Resistencia controlada por voltaje? Gracias por sus respuestas?

Si un dispositivo de este tipo debería ser capaz de actuar como una resistencia controlada por voltaje, debería tener una característica de corriente de voltaje que sea (al menos) similar a una resistencia óhmica. En particular, debe mostrar un comportamiento simétrico en la vecindad del origen (corriente positiva / negativa para voltajes positivos / negativos). Más que eso, requerimos que I = 0 para V = 0.

Cabe señalar que ambos requisitos no pueden cumplirse con un transistor bipolar (BJT). Esto se debe a que el colector y el emisor no pueden intercambiarse sin un cambio drástico en la característica de voltaje-corriente. Más que eso, para Vce = 0, la corriente Ic no cruza el origen de ninguna tensión de control finita Vbe. Por lo tanto, el BJT no se puede utilizar como resistencia controlada por el voltaje.

Sin embargo, la situación es completamente diferente para los FET, en particular para los JFET. Estos dispositivos tienen otro principio de funcionamiento distinto a los BJT: pueden verse como resistencias controladas por voltaje dentro de la llamada región "lineal" (región óhmica) para valores de VDC bastante pequeños (hasta 1 V). Y la resistencia entre D y S se puede variar (controlar) con el voltaje VGS.