JFET vs MOSFET (Transistores)

En este artículo, comparamos y contrastamos transistores de efecto de campo de unión (JFET) y transistores de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET).

Aunque ambos son transistores de efecto de campo y logran funciones similares, son fundamentalmente diferentes en composición. Por lo tanto, hay varias diferencias clave entre los 2 transistores.

La siguiente tabla ofrece una comparación entre JFET y MOSFET.

Por lo tanto, la tabla anterior es una buena y breve explicación de algunas de las diferencias entre los transistores de efecto de campo de unión(JFET) y los transistores de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET). A continuación, repasaremos la tabla con más profundidad, para que pueda obtener una mejor explicación detallada, si siente que lo anterior le faltó. Iremos en orden.

En el lado de similitudes, los MOSFET y los JFET son transistores controlados por voltaje. Un voltaje en el terminal de compuerta del transistor enciende o apaga el transistor. Son diferentes a los BJT, que son controlados por corriente.

Los MOSFET y los JFET también tienen valores de transconductancia (ganancia) pequeños en comparación con los transistores de unión bipolar. La transconductancia se define como la relación miliamperios por voltio del pequeño cambio en la salida de corriente de un dispositivo electrónico al pequeño cambio de entrada de voltaje. En otras palabras, es la ganancia del transistor circuit.In en términos de aplicaciones de amplificadores, esto puede conducir a una disminución de los valores de ganancia. Por esta razón, ni los MOSFET ni los JFET se utilizan a menudo en circuitos amplificadores simples. En cambio, se prefieren los BJT. La única excepción si hay una necesidad de impedancia de entrada muy alta y baja corriente de arrastre.

Pasando ahora a las diferencias, una de las diferencias entre JFETs y MOSFETs es que JFETs solo viene en tipo de agotamiento. Los MOSFET pueden ser de tipo de agotamiento o de tipo de mejora. Explicaremos con claridad lo que todo esto significa. Cuando un transistor es de tipo de agotamiento, esto significa que el transistor está en plena conducción cuando hay 0V en su pasador de control, que para FETs es la puerta. Por lo tanto, todos los JFET operan como transistores de tipo de agotamiento. Cuando se introduce 0V en la compuerta de un JFET junto con un sesgo adecuado a la fuente y los terminales de drenaje, el JFET opera en conducción completa. La aplicación de voltaje al terminal de compuerta de JFET lo hace más resistente y menos flujos de corriente. Una vez que el voltaje alcanza un determinado umbral, todo el flujo de corriente desde el terminal fuente-drenaje cesa. Esta es la razón por la que los JFET se conocen como transistores ‘normalmente encendidos’. Sin ningún voltaje en el pasador de control, los JFET conducen la corriente a través de la región de drenaje de la fuente. Los MOSFET, por otro lado, pueden ser de tipo de agotamiento o de tipo de mejora. Como se explicó, el tipo de agotamiento es cuando un transistor conduce corriente a través del terminal de fuente de drenaje en ausencia de voltaje al terminal de compuerta. Los transistores de tipo de mejora son transistores que conducen la corriente a través de la región de drenaje de la fuente solo si se aplica voltaje al terminal de la puerta. En ausencia de voltaje en el terminal de compuerta en un transistor de tipo de mejora, el transistor no conducirá la corriente a través de la región de la fuente de drenaje. Solo si se aplica suficiente voltaje al terminal de compuerta de un transistor para un transistor de tipo de mejora, conducirá la corriente a través de la región de la fuente de drenaje. De nuevo, los JFET son solo de tipo de agotamiento, mientras que los MOSFET pueden ser de tipo de agotamiento o de tipo de mejora.

Otra diferencia entre JFET y MOSFET es que los MOSFET ofrecen una impedancia de entrada mucho más alta que los JFET.Los JFET suelen tener impedancias de entrada de alrededor de 109 Ω. Los MOSFET, por otro lado, tienen una impedancia de entrada de cable de compuerta mucho más grande, normalmente mayor que 1014 Ω. Esto hace que los MOSFET, en promedio, alrededor de 100,000 veces más resistentes que los JFET en la terminal de la puerta. Esto significa que los MOSFET no consumen casi ninguna corriente de compuerta. Cómo los MOSFET logran esta impedancia de entrada muy alta colocando un aislante de óxido metálico entre la compuerta y el canal de drenaje y fuente. Esto aísla el terminal de la puerta de la fuente y el canal de drenaje. Con una impedancia de entrada más alta, el MOSFET absorbe menos corriente de entrada que un JFET; por lo tanto, no carga el circuito que apenas lo alimenta. Permite un muy buen aislamiento siendo el circuito que lo alimenta y la carga que el MOSFET está alimentando.

Un inconveniente de los MOSFET que lo hace desventajoso para los JFET es que los MOSFET son más frágiles y fáciles de destruir que los JFET. Dijimos anteriormente que los MOSFET ofrecen una impedancia de entrada mucho más alta que los JFET. Esto se logra porque los MOSFET tienen un oxidoinsulador de metal colocado entre la compuerta y la fuente y el canal de drenaje. Esto proporciona aislamiento adicional y, por lo tanto, mayor impedancia, pero hay una desventaja al hacer esto. Al colocar esta capa aislante de óxido metálico, se forma una capacitancia de puerta a canal muy baja. La capacitancia entre la compuerta y el canal (fuente-canal de drenaje) se vuelve muy baja, solo unos pocos picofaradios. Por lo tanto, si se acumula demasiada electricidad estática en la puerta de ciertos tipos de MOSFET, la carga estática acumulada puede romper la puerta y destruir el MOSFET. Algunos MOSFET ofrecen protección adicional contra esta baja capacitancia de entrada, pero no todos lo hacen. Por lo tanto, los MOSFET, aunque ofrecen una mayor impedancia de entrada, son más susceptibles al daño que los JFET.

Otra desventaja es que los MOSFET también son más caros que los JFET. Los JFET son relativamente fáciles de construir. La construcción de MOSFETs requiere un proceso más complicado y difícil. Esto se debe a que los MOSFET requieren un aislante de óxido metálico adicional colocado en él. Dado que esto hace que el MOSFET sea más susceptible a los daños de la descarga electrostática, muchas veces se agregan circuitos de protección para que no sea tan susceptible a la DES. Esto eleva el costo.Los JFET requieren un proceso de fabricación más sencillo; por lo tanto, son más baratos.

En general, los MOSFETs son, con mucho, los más populares y ampliamente utilizados de los FETs. Esto se debe a que consumen la menor cantidad de corriente de entrada debido a la muy alta impedancia de entrada, usan muy poca potencia y aún así no son muy difíciles o costosas de fabricar a granel, como en los circuitos integrados digitales. Si se considera una empresa como Intel que produce chips para muchos dispositivos electrónicos diferentes, prácticamente utilizan todos los MOSFETs para producir circuitos digitales. Así que están alimentando millones de dispositivos con prácticamente solo MOSFETs. Esto muestra la popularidad de los MOSFETs hoy en día para productos electrónicos de consumo comerciales. Los MOSFET superan al BJT y el JFET se utilizan comercialmente por un gran margen.

Por lo tanto, esta es una descripción general de JFETs y MOSFETs.