I transistor BJT e MOSFET sono dispositivi elettronici a semiconduttore che forniscono un segnale elettrico o / p di grande cambiamento per piccole variazioni in piccoli segnali i / p. A causa di questa caratteristica, questi transistor vengono utilizzati sia come interruttore che come amplificatore. Il primo transistor è stato rilasciato nell'anno 1950 e può essere considerato una delle invenzioni più importanti del 20 ° secolo. Sta sviluppando rapidamente il dispositivo e anche vari tipi di transistor sono stati introdotti. Il primo tipo di transistor è BJT (Bipolar Junction Transistor) e MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Transistor ad effetto di campo ) è un altro tipo di transistor introdotto successivamente. Per una migliore comprensione di questo concetto, qui questo articolo fornisce la principale differenza tra BJT e MOSFET.
Cos'è il BJT?
Un transistor a giunzione bipolare è un tipo di dispositivo a semiconduttore e nei tempi antichi questi dispositivi venivano utilizzati al posto dei tubi a vuoto. Il BJT è un dispositivo controllato in corrente in cui l'o / p del terminale di base o del terminale di emettitore è una funzione della corrente nel terminale di base. Fondamentalmente, il funzionamento di un transistor BJT è determinato dalla corrente al terminale di base. Questo transistor è costituito da tre terminali, vale a dire l'emettitore, la base e il collettore. In realtà, un BJT è un pezzo di silicio che include tre regioni e due giunzioni. Le due regioni sono denominate incrocio P e incrocio N.
Transistor bipolare a giunzione
Esistono due tipi di transistor, vale a dire PNP e NPN . La principale differenza tra BJT e MOSFET sono i loro portatori di carica. Nel transistor PNP, P sta per positivo e la maggior parte dei portatori di carica sono buchi mentre nel transistor NPN, N sta per negativo e la maggior parte dei portatori di carica sono elettroni. I principi di funzionamento di questi transistor sono praticamente uguali e la differenza principale è nella polarizzazione e nella polarità dell'alimentazione per ogni tipo. I BJT sono adatti per applicazioni a bassa corrente come scopi di commutazione.
Simbolo BJT
Principio di funzionamento del BJT
Il principio di funzionamento di un BJT prevedeva l'uso della tensione tra i due terminali come base ed emettitore per regolare il flusso di corrente attraverso il terminale del collettore. Ad esempio, la configurazione di un emettitore comune è mostrata nella figura seguente.
Transistor a giunzione bipolare funzionante
La variazione di tensione influisce sulla corrente che entra in un terminale di base e questa corrente, a sua volta, influenzerà la corrente o / p chiamata. In questo modo si mostra che la corrente di ingresso controlla il flusso della corrente o / p. Quindi questo transistor è un dispositivo controllato in corrente. Segui il link sottostante per saperne di più sul Major Differenza tra BJT e FET .
Cos'è MOSFET
Il MOSFET è un tipo di FET (Field Effect Transistor), costituito da tre terminali: gate, source e drain. Qui, la corrente di drain è controllata dalla tensione del terminale di gate Pertanto, questi transistor lo sono dispositivi a tensione controllata .
MOSFET
Questi transistor sono disponibili in 4 diversi tipi come canale P o canale N con modalità di miglioramento o modalità di esaurimento. I terminali source e Drain sono realizzati in semiconduttore di tipo N per MOSFET a canale N e ugualmente per dispositivi a canale P. Il terminale di gate è realizzato in metallo e staccato dai terminali di source e drain utilizzando un ossido di metallo. Questo isolamento radica un basso consumo energetico ed è un vantaggio in questo transistor. Pertanto, questo transistor viene utilizzato dove i MOSFET a canale pe n vengono utilizzati come elementi costitutivi per ridurre il consumo di energia come logica CMOS digitale .
I MOSFET sono classificati in due tipi, come la modalità di miglioramento e la modalità di esaurimento
Modalità esaurimento: Quando la tensione sul terminale 'G' è bassa, il canale mostra la sua conduttanza massima. Poiché la tensione sul terminale 'G' è positiva o negativa, la conduttività del canale verrà ridotta.
Modalità miglioramento: Quando la tensione sul terminale 'G' è bassa, il dispositivo non conduce. Quando viene applicata più tensione al terminale di gate, la conduttività di questo dispositivo è buona.
Segui il link sottostante per saperne di più Cos'è il MOSFET con Working?
Principio di funzionamento del MOSFET
Il funzionamento del MOSFET dipende dal MOS (condensatore di ossido di metallo) che è la parte essenziale del MOSFET. Lo strato di ossido presenta, tra i due terminali, source e drain. Applicando tensioni di gate + Ve o –Ve, possiamo impostare da tipo p a tipo n. Quando la tensione + Ve viene applicata al terminale di gate, i fori esistenti sotto lo strato di ossido con una forza repulsiva e i fori vengono spinti verso il basso attraverso il substrato. La regione di deflessione occupata dalle cariche legate -Ve associate agli atomi accettori.
Schema a blocchi MOSFET
Differenze tra BJT e MOSFET
La differenza tra BJT e MOSFET in forma tabellare è discussa di seguito. Quindi le somiglianze tra BJT e MOSFET sono discusse di seguito.
Differenza tra BJT e MOSFET
BJT | MOSFET |
| BJT è PNP o NPN | Il MOSFET è di tipo N o di tipo P. |
| BJT è un dispositivo controllato in corrente | MOSFET è un dispositivo controllato in tensione |
| Il coefficiente di temperatura del BJT è negativo | Il coefficiente di temperatura del MOSFET è positivo |
| L'uscita di corrente del BJT può essere controllata tramite la corrente di base i / p. | L'uscita di corrente del MOSFET può essere controllata tramite la tensione di gate i / p. |
| Il BJT non è costoso | Il MOSFET è costoso |
| In BJT, le scariche elettrostatiche non sono un problema. | In MOSFET, le scariche elettrostatiche sono un problema, quindi possono causare un problema. |
| Ha un basso guadagno di corrente e non è stabile. Una volta che la corrente del collettore aumenta, il guadagno può essere ridotto. Se la temperatura aumenta, è possibile aumentare anche il guadagno. | Ha un elevato guadagno di corrente che è quasi stabile per cambiare le correnti di drenaggio. |
| La resistenza di ingresso del BJT è bassa. | La resistenza di ingresso del MOSFET è alta. |
| La corrente di ingresso è Milliamp / Microamp | La corrente di ingresso è Picoamps |
| Quando il BJT è saturo, può verificarsi una minore dissipazione del calore. | Quando il MOSFET è saturo, può verificarsi una minore dissipazione del calore. |
| La velocità di commutazione del BJT è più lenta | La velocità di commutazione del MOSFET è maggiore |
| La risposta in frequenza è inferiore | La risposta in frequenza è migliore |
| Una volta saturato, la caduta potenziale attraverso la Vce è di circa 200 mV. | Una volta saturato, il potenziale calo tra sorgente e drenaggio è di circa 20 mV. |
| La corrente di base del BJT inizia a fornire utilizzando un + 0,7 V della tensione di ingresso. I transistor possono essere azionati attraverso grandi correnti di base | I MOSFET a canale N usano da + 2v a + 4v per accenderli e la corrente di gate di questo è circa zero. |
| L'impedenza di ingresso è bassa | L'impedenza di ingresso è alta |
| La frequenza di commutazione di BJT è bassa | La frequenza di commutazione del MOSFET è alta |
| Viene utilizzato per l'applicazione a bassa corrente | Viene utilizzato per l'applicazione ad alta corrente |
Differenze chiave tra BJT e MOSFET
Le differenze chiave tra i transistor BJT e MOSFET sono discusse di seguito.
- Il BJT è un transistor a giunzione bipolare mentre il MOSFET è un semiconduttore di ossido di metallo transistor ad effetto di campo .
- Un BJT ha tre terminali: base, emettitore e collettore, mentre un MOSFET ha tre terminali: source, drain e gate.
- I BJT sono usati per applicazioni a bassa corrente, mentre i MOSFET sono usati per alta applicazioni di potenza .
- Al giorno d'oggi, in circuiti analogici e digitali , I MOSFET sono trattati per essere più comunemente usati dei BJTS.
- Il funzionamento del BJT dipende dalla corrente al terminale di base e il funzionamento del MOSFET dipende dalla tensione all'elettrodo di gate isolato in ossido.
- Il BJT è un dispositivo controllato in corrente e il MOSFET è un dispositivo controllato in tensione.
I MOSFET sono utilizzati più dei BJT nella maggior parte delle applicazioni - La struttura del MOSFET è più complessa del BJT
Qual è il miglior amplificatore BJT o MOSFET?
Sia il BJT che il MOSFET includono caratteristiche uniche e propri vantaggi e svantaggi. Ma non possiamo dire quale sia buono in BJT e MOSFET poiché la questione è estremamente soggettiva. Ma prima di selezionare il BJT o il MOSFET, ci sono diversi fattori che devono essere considerati come il livello di potenza, efficienza, tensione di azionamento, prezzo, velocità di commutazione, ecc.
Di solito, un MOSFET viene utilizzato negli alimentatori in modo più efficiente perché il funzionamento del MOSFET è più veloce a causa dell'uso di ossido di metallo oltre al BJT. Qui, BJT dipende dalla combinazione di elettrone-buco.
Il MOSFET funziona con una bassa potenza una volta che passa ad alta frequenza perché ha una velocità di commutazione rapida, quindi conduce attraverso l'effetto di campo controllato dall'ossido di griglia ma non attraverso la ricombinazione di un elettrone o buco come BJT. In MOSFET, il circuito come il controllo del cancello è molto più semplice
Ci sono numerosi motivi che risaltano
Meno perdite di conduzione
Un transistor a giunzione bipolare include una caduta di tensione di saturazione stabile come 0,7 V, mentre il MOSFET include una resistenza di accensione di 0,001 ohm che porta a minori perdite di potenza.
Impedenza di ingresso elevata
Un transistor a giunzione bipolare utilizza una corrente di base bassa per azionare una corrente di collettore più grande. E si comportano come un amplificatore di corrente. Il MOSFET è un dispositivo controllato in tensione e non include quasi la corrente di gate. Il gate funziona come un condensatore di valore ed è un vantaggio significativo nelle applicazioni di commutazione e corrente elevata perché il guadagno dei BJT di potenza è medio-basso, che richiede correnti di base elevate per produrre correnti elevate.
L'area occupata dal MOSFET è inferiore rispetto a BJT come 1/5. L'operazione BJT non è così semplice rispetto a MOSFET. Quindi FET può essere progettato molto facilmente e può essere utilizzato come elementi passivi invece di amplificatori.
Perché MOSFET è migliore di BJT?
Ci sono molti vantaggi nell'usare MOSFET invece di BJT come i seguenti.
Il MOSFET è molto reattivo rispetto al BJT perché la maggior parte dei portatori di carica nel MOSFET è la corrente. Quindi questo dispositivo si attiva molto rapidamente rispetto al BJT. Pertanto, questo viene utilizzato principalmente per cambiare la potenza di SMPS.
Il MOSFET non subisce enormi cambiamenti mentre, in BJT, la corrente del collettore di questo cambierà a causa dei cambiamenti di temperatura, della tensione di base del trasmettitore e del guadagno di corrente. Tuttavia, questo enorme cambiamento non si trova all'interno del MOSFET perché è un portatore di carica di maggioranza.
L'impedenza di ingresso del MOSFET è molto alta come la gamma dei megaohm mentre l'impedenza di ingresso del BJT è compresa tra i kiloohm. Pertanto, la realizzazione di MOSFET è estremamente perfetta per circuiti basati su amplificatori.
Rispetto ai BJT, i MOSFET hanno meno rumore. Qui il rumore può essere definito come l'intrusione casuale all'interno di un segnale. Una volta che un transistor viene utilizzato per aumentare un segnale, il processo interno del transistor avvierà parte di questa interferenza casuale. Generalmente, i BJT introducono un rumore enorme nel segnale rispetto ai MOSFET. Quindi i MOSFET sono adatti per elaborare il segnale altrimenti amplificatori di tensione.
La dimensione del MOSFET è molto piccola rispetto ai BJT. Quindi la disposizione di questi può essere eseguita in meno spazio. Per questa causa, i MOSFET vengono utilizzati all'interno dei processori di computer e chip. Quindi, il design dei MOSFET è molto semplice rispetto ai BJT.
Coefficiente di temperatura di BJT e FET
Il coefficiente di temperatura del MOSFET è positivo per la resistenza e questo renderà molto semplice il funzionamento in parallelo del MOSFET. In primo luogo, se un MOSFET trasmette corrente amplificata, molto facilmente si riscalda, aumenta la sua resistenza e fa sì che questo flusso di corrente si sposti verso altri dispositivi in parallelo.
Il coefficiente di temperatura di BJT è negativo, quindi i resistori sono essenziali durante il processo parallelo del transistor a giunzione bipolare.
La rottura secondaria del MOSFET non si verifica poiché il coefficiente di temperatura di questo è positivo. Tuttavia, i transistor a giunzione bipolare hanno un coefficiente di temperatura negativo, quindi si verifica un guasto secondario.
Vantaggi di BJT rispetto a MOSFET
Il vantaggi di BJT rispetto a MOSFET include il seguente.
- I BJT funzionano meglio in condizioni di carico elevato e con frequenze più elevate rispetto ai MOSFET
- I BJT hanno una maggiore fedeltà e un miglior guadagno nelle aree lineari come valutato con i MOSFET.
- Rispetto ai MOSFET, i BJTS sono molto più veloci a causa della bassa capacità sul pin di controllo. Ma MOSFET è più tollerante al calore e può simulare un buon resistore.
- I BJT sono un'ottima scelta per applicazioni in tensione e bassa potenza
Il svantaggi del BJT include il seguente.
- Colpisce per radiazione
- Genera più rumore
- Ha una minore stabilità termica
- Il controllo di base del BJT è molto complesso
- La frequenza di commutazione è un controllo complesso basso e alto
- Il tempo di commutazione di BJT è basso rispetto alla tensione e alla corrente con alta frequenza alternata.
Vantaggi e svantaggi del MOSFET
Il vantaggi del MOSFET include il seguente.
- Meno dimensioni
- La produzione è semplice
- L'impedenza di ingresso è elevata rispetto a JFET
- Supporta il funzionamento ad alta velocità
- Il consumo di energia è basso in modo che più componenti possano essere consentiti per ogni chip al di fuori dell'area
- Il MOSFET con tipo di miglioramento viene utilizzato nei circuiti digitali
- Non ha un diodo di gate, quindi è possibile lavorare attraverso una tensione di gate positiva altrimenti negativa
- È ampiamente utilizzato rispetto a JFET
- La resistenza al drenaggio del MOSFET è elevata a causa della bassa resistenza del canale
Il svantaggi del MOSFET include il seguente.
- Gli svantaggi del MOSFET includono quanto segue.
- La durata del MOSFET è bassa
- È necessaria una calibrazione frequente per una misurazione precisa della dose
- Sono estremamente vulnerabili alla tensione di sovraccarico, pertanto è necessario un trattamento speciale a causa dell'installazione
Quindi, questo riguarda la differenza tra BJT e MOSFET che include cosa sono BJT e MOSFET, principi di funzionamento, tipi di MOSFET e differenze. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, eventuali dubbi in merito a questo concetto o progetti elettrici ed elettronici , per favore dai il tuo feedback commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, quali sono le caratteristiche BJT e MOSFET?
