Różnica między JFET i MOSFET

Oba są tranzystorami polowymi kontrolowanymi napięciem (FET) wykorzystywanymi głównie do wzmacniania słabych sygnałów, głównie sygnałów bezprzewodowych. Są to urządzenia UNIPOLAR, które mogą wzmacniać sygnały analogowe i cyfrowe. Tranzystor polowy (FET) to rodzaj tranzystora, który zmienia zachowanie elektryczne urządzenia za pomocą efektu pola elektrycznego. Są one stosowane w obwodach elektronicznych, od technologii RF po przełączanie i kontrolę mocy do wzmocnienia. Używają pola elektrycznego do kontrolowania przewodności elektrycznej kanału. FET jest podzielony na JFET (tranzystor polowy Junction) i MOSFET (tranzystor polowy z tlenkiem metalu). Oba są stosowane głównie w układach scalonych i są dość podobne w zasadach działania, ale mają nieco inny skład. Porównajmy je szczegółowo.

Co to jest JFET?

JFET jest najprostszym rodzajem tranzystora polowego, w którym prąd może albo przepływać ze źródła do drenu, albo drenować do źródła. W przeciwieństwie do dwubiegunowych tranzystorów połączeniowych (BJT), JFET wykorzystuje napięcie przyłożone do zacisku bramkowego do sterowania prądem przepływającym przez kanał między zaciskami drenu i źródła, co powoduje, że prąd wyjściowy jest proporcjonalny do napięcia wejściowego. Terminal bramowy ma tendencyjny bieg do tyłu. Jest to trzy terminalne jednobiegunowe urządzenie półprzewodnikowe stosowane w przełącznikach elektronicznych, rezystorach i wzmacniaczach. Przewiduje wysoki stopień izolacji między wejściem a wyjściem, co czyni go bardziej stabilnym niż bipolarny tranzystor złącza. W przeciwieństwie do BJT, dozwolona ilość prądu zależy od sygnału napięciowego w JFET.

Jest ogólnie podzielony na dwie podstawowe konfiguracje:

• N-kanałowy JFET - Prąd przepływający przez kanał między drenem a źródłem jest ujemny w postaci elektronów. Ma niższy opór niż typy kanałów P..
• Kanał JFET - Prąd płynący przez kanał jest dodatni w postaci otworów. Ma wyższy opór niż jego odpowiedniki z kanałem N..

Co to jest MOSFET?

MOSFET to czterotermiczny półprzewodnikowy tranzystor polowy wytwarzany przez kontrolowane utlenianie krzemu, w którym przyłożone napięcie determinuje przewodność elektryczną urządzenia. MOSFET oznacza tranzystor polowy z tlenkiem metalu. Bramka, która znajduje się między kanałami źródłowym i drenażowym, jest izolowana elektrycznie od kanału cienką warstwą tlenku metalu. Chodzi o to, aby kontrolować przepływ napięcia i prądu między źródłem a kanałami drenażowymi. Tranzystory MOSFET odgrywają istotną rolę w układach scalonych ze względu na ich wysoką impedancję wejściową. Są one najczęściej stosowane we wzmacniaczach mocy i przełącznikach, a ponadto odgrywają kluczową rolę w projektowaniu systemów wbudowanych jako elementy funkcjonalne.

Są ogólnie podzielone na dwie konfiguracje:

• Tryb wyczerpania MOSFET - Urządzenia są zwykle „WŁĄCZONE”, gdy napięcie między bramkami wynosi zero. Napięcie zasilania jest niższe niż napięcie dren-źródło
• Tryb ulepszenia MOSFET - Urządzenia są zwykle „WYŁĄCZONE”, gdy napięcie między bramkami wynosi zero.

Różnica między JFET i MOSFET

Podstawy FET i MOSFET

Zarówno JFET, jak i MOSFET to tranzystory sterowane napięciem stosowane do wzmacniania słabych sygnałów zarówno analogowych, jak i cyfrowych. Oba są urządzeniami jednobiegunowymi, ale o różnym składzie. Podczas gdy JFET oznacza Junction Field-Effect Tranzystor, MOSFET jest skrótem od Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tranzystor. Pierwsze z nich to trzyterminalne urządzenie półprzewodnikowe, podczas gdy drugie to czterotermiczne urządzenie półprzewodnikowe.

Tryb pracy FET i MOSFET

Oba mają mniejsze wartości nadprzewodnictwa w porównaniu do tranzystorów bipolarnych (BJT). JFET mogą działać tylko w trybie zubożenia, natomiast MOSFET mogą działać zarówno w trybie zubożenia, jak i trybu wzmocnienia.

Impedancja wejściowa w FET i MOSFET

JFET mają wysoką impedancję wejściową rzędu 1010 omów, co czyni je wrażliwymi na sygnały napięcia wejściowego. Tranzystory MOSFET oferują jeszcze wyższą impedancję wejściową niż tranzystory JFET, co czyni je znacznie bardziej opornymi na terminalu bramkowym, dzięki izolatorowi z tlenku metalu.

Prąd upływu bramki

Odnosi się do stopniowej utraty energii elektrycznej powodowanej przez urządzenia elektroniczne, nawet gdy są one wyłączone. Podczas gdy JFET dopuszczają prąd upływowy bramki rzędu 10 ^ -9 A, prąd upływowy bramki MOSFET będzie rzędu 10 ^ -12 A.

Odporność na uszkodzenia w FET i MOSFET

Tranzystory MOSFET są bardziej podatne na uszkodzenia spowodowane wyładowaniami elektrostatycznymi dzięki dodatkowemu izolatorowi z tlenku metalu, który zmniejsza pojemność bramki, czyniąc tranzystor podatnym na uszkodzenia pod wysokim napięciem. Z drugiej strony JFET są mniej podatne na uszkodzenia ESD, ponieważ oferują wyższą pojemność wejściową niż MOSFET.

Koszt FET i MOSFET

JFET postępują zgodnie z prostym, mniej skomplikowanym procesem produkcyjnym, co czyni je stosunkowo tańszymi niż MOSFET, które są drogie z powodu bardziej złożonego procesu produkcyjnego. Dodatkowa warstwa tlenku metalu nieco podnosi całkowity koszt.

Zastosowanie FET i MOSFET

JFET są idealne do zastosowań o niskim poziomie szumów, takich jak przełączniki elektroniczne, wzmacniacze buforowe itp. MOSFET, z drugiej strony, są głównie używane do zastosowań o wysokim poziomie szumów, takich jak przełączanie i wzmacnianie sygnałów analogowych lub cyfrowych, a także są stosowane w aplikacjach sterowania silnikiem i systemy wbudowane.

JFET vs. MOSFET: Tabela porównawcza

Podsumowanie FET vs. MOSFET

JFET i MOSFET to dwa najpopularniejsze tranzystory polowe powszechnie stosowane w obwodach elektronicznych. Zarówno JFET, jak i MOSFET są urządzeniami półprzewodnikowymi sterowanymi napięciem, służącymi do wzmacniania słabych sygnałów za pomocą efektu pola elektrycznego. Sama nazwa wskazuje na atrybuty urządzenia. Chociaż mają wspólne cechy odpowiadające wzmacnianiu i przełączaniu, mają swój sprawiedliwy udział różnic. JFET działa tylko w trybie zubożenia, natomiast MOSFET działa zarówno w trybie zubożenia, jak i trybu wzmocnienia. Tranzystory MOSFET są stosowane w obwodach VLSI ze względu na ich kosztowny proces produkcyjny, w porównaniu z tańszymi tranzystorami JFET, które są stosowane głównie w aplikacjach do małych sygnałów.