JFET vs MOSFET (Transistor)

In questo articolo, confrontiamo e contrastiamo i transistor a effetto di campo a giunzione (JFET) e i transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo (MOSFET).

Sebbene entrambi siano transistor ad effetto di campo e ottengano funzioni simili, sono fondamentalmente diversi nella composizione. Quindi, ci sono diverse differenze chiavetra i 2 transistor.

La tabella seguente fornisce un confronto tra JFET e MOSFET.

Quindi la tabella sopra è una buona, breve spiegazione di alcune delle differenze tra transistor a effetto di campo di giunzione(JFET) e transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo (MOSFET). Qui di seguito andremo oltre il tavolo in modo più approfondito, in modo da poter ottenere una migliore spiegazione dettagliata, se si sente che sopra mancava. Andiamo in ordine.

Sul lato delle somiglianze, MOSFET e JFET sono entrambi transistor controllati in tensione. Una tensione al terminale di gate del transistor si attiva o disattiva il transistor. Sono diversi dai BJT, che sono controllati in corrente.

MOSFET e JFET hanno anche valori di transconduttanza (guadagno) ridotti rispetto ai transistor a giunzione bipolare. La transconduttanza è definita come il rapporto milliamp per volt del piccolo cambiamento nell’uscita di corrente da un dispositivo elettronico al piccolo cambiamento di tensione in ingresso. In altre parole, è il guadagno del transistor circuit.In termini di applicazioni amplificatore, questo può portare a valori di guadagno diminuiti. Per questo motivo, né MOSFET né JFET vengono utilizzati spesso in semplici circuiti di amplificazione. Invece, i BJT sono preferiti. L’unica eccezione se c’è bisogno di impedenza di ingresso molto alta e bassa currentdraw.

Andando ora alle differenze, una delle differenze tra JFET e MOSFET è che i JFET arrivano solo nel tipo di esaurimento. I MOSFET possono essere di tipo deplezione o di tipo enhancement. Spiegheremo con chiarezza cosa significa tutto questo. Quando un transistor è di tipo di esaurimento, ciò significa che il transistor è completamente e completamente conduttore quando c’è 0V al suo pin di controllo, che per FET è il gate. Pertanto, i JFET funzionano tutti come transistor di tipo deplezione. Quando 0V viene inserito nel gate di un JFET insieme a un corretto biasing ai terminali di origine e scarico, il JFET funziona a conduzione completa. L’applicazione della tensione al terminale del cancello di JFET lo rende più resistivo e meno flussi di corrente. Una volta che la tensioneraggiunge una certa soglia, tutto il flusso di corrente dal terminale di scarico sorgente cessa. Questo è il motivo per cui i JFET sono indicati come transistor “normalmente su”. Senza alcuna tensione al pin di controllo, i JFET conducono la corrente attraverso la regione di scarico della sorgente. I MOSFET, d’altra parte, possono essere di tipo di esaurimento o di tipo di miglioramento. Come spiegato, il tipo di esaurimento è quando un transistor conduce la corrente attraverso il terminale di scarico-sorgente in assenza di tensione al terminale di gate. I transistor di tipo Enhancement sono transistor che conduconocorrente attraverso la regione di scarico della sorgente solo se la tensione viene applicata al terminale di gate. In assenza di tensione al terminale di gate in un transistor di tipo enhancement, il transistor non condurrà corrente attraverso la regione di drain-source. Solo se viene applicata una tensione sufficiente al terminale di gate di un transistor per un transistor di tipo enhancement, condurrà la corrente attraverso la regione di drain-source. Quindi, di nuovo, i JFET sono solo di tipo di esaurimento, mentre i MOSFET possono essere di tipo di esaurimento o di tipo di miglioramento.

Un’altra differenza tra JFET e MOSFET è che i MOSFET offrono un’impedenza di ingresso molto più elevata rispetto ai JFET.I JFET hanno tipicamente impedenze di ingresso intorno a 109 Ω. I MOSFET, d’altra parte, hanno un’impedenza di ingresso del gate lead molto più grande, normalmente maggiore di 1014 Ω. Ciò rende i MOSFET, in media, circa 100.000 volte più resistenti dei JFET al terminale di gate. Ciò significa che i MOSFET non assorbono quasi nessuna corrente di gate. Il modo in cui i MOSFET raggiungono questa impedenza di ingresso molto elevata è posizionando un isolante di ossido di metallo tra il cancello e il canale di scarico e sorgente. Questo isola il terminale del cancello dalla sorgente e dal canale di scarico. Con una maggiore impedenza di ingresso, il MOSFET assorbe meno corrente di ingresso di un JFET; quindi, non loadthe circuito alimentandolo a malapena a tutti. Consente un ottimo isolamento essendo il circuito che lo alimenta e il carico che il MOSFET sta alimentando.

Uno svantaggio dei MOSFET che lo rende svantaggioso per i JFET è che i MOSFET sono più fragili e più facili da distruggere rispetto ai JFET. Abbiamo detto sopra che i MOSFET offrono un’impedenza di ingresso molto più elevata rispetto ai JFET. Ciò è ottenuto perché i MOSFET hanno un ossidoinsulatore metallico posto tra il gate e il canale di origine e scarico. Questo fornisce ulteriore isolamento e quindi maggiore impedenza, ma c’è uno svantaggio nel farlo. Posizionando in questo strato isolante di ossido di metallo, si forma una capacità gate-to-channel molto bassa. La capacità tra il gate e il canale (canale sorgente-scarico) diventa molto bassa, solo poche picofarad. Quindi, se troppa elettricità statica si accumula sul cancello di alcuni tipi di MOSFET, la carica statica accumulata potrebbe sfondare il cancello e distruggere il MOSFET. Alcuni MOSFET offrono una protezione extra contro questa bassa capacità di ingresso, ma non tutti lo fanno. Pertanto, i MOSFET, sebbene offrano una maggiore impedenza di ingresso, sono più suscettibili ai danni rispetto ai JFET.

Un altro svantaggio è che i MOSFET sono anche più costosi dei JFET. I JFET sono relativamente semplici da costruire. La costruzione di MOSFET richiede un processo più complicato e difficile. Questo perché i MOSFET richiedono un isolante aggiuntivo di ossido di metallo posto su di esso. Poiché ciò rende il MOSFET più suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche, molte volte vengono aggiunti circuiti di protezione in modo che non sia così suscettibile all’ESD. Questo porta in alto il costo.I JFET richiedono un processo di produzione più semplice; quindi, sono più economici.

Nel complesso, i MOSFET sono di gran lunga i più popolari e ampiamente utilizzati dei FET. Questo perché assorbono la minor quantità di corrente di ingresso a causa dell’impedenza di ingresso molto elevata, usano pochissima potenza e non sono ancora molto difficili o costosi da produrre alla rinfusa, come nei circuiti integrati digitali. Se si considera un’azienda come Intel che produce chip per molti dispositivi elettronici diversi, praticamente usano tutti i MOSFET per produrre circuiti digitali. Quindi stanno alimentando milioni di dispositivi con praticamente solo MOSFET. Questo dimostra la popolarità dei MOSFET oggi per i prodotti elettronici di consumo commerciali. MOSFET surpassBJT e JFET utilizzano commercialmente con un ampio margine.

Quindi, questa è una panoramica di JFET e MOSFET.