So sánh BJT và FET transistor lưỡng cực và transistor trường

BJT và FET là hai loại transistor khác nhau và còn được gọi là thiết bị bán dẫn tích cực. Từ viết tắt của BJT là Bipolar Junction Transistor hay transistor lưỡng cực và FET là viết tắt của Field Effect Transistor hay transistor trường. Transistor trường và transistor lưỡng cực có nhiều gói khác nhau dựa trên xếp hạng tần số hoạt động, dòng điện, điện áp và công suất. BJT và FET có thể được sử dụng làm công tắc và bộ khuếch đại trong các mạch điện và điện tử. Sự khác biệt chính giữa BJT và FET là trong transistor trường chỉ có dòng hạt mang điện đa số, trong khi BJT có cả dòng hạt mang điện đa số và thiểu số.

Sự khác biệt giữa FET và BJT

Sự khác biệt chính giữa transistor trường và transistor lưỡng cực sẽ được trình bày dưới đây, bao gồm BJT và FET là gì, cấu tạo và hoạt động của BJT và FET.

BJT là gì

BJT là một loại transistor sử dụng cả hai hạt mang điện đa số và thiểu số. Thiết bị bán dẫn này có hai loại là PNP và NPN. Chức năng chính của transistor này là khuếch đại dòng điện. Nó có thể được sử dụng làm công tắc và bộ khuếch đại. Các ứng dụng của BJT liên quan đến các thiết bị điện tử như TV, điện thoại di động, máy tính, máy phát vô tuyến, bộ khuếch đại âm thanh và điều khiển công nghiệp.

Cấu tạo BJT

Transistor lưỡng cực bao gồm hai lớp tiếp giáp p-n. Tùy thuộc vào cấu trúc của BJT, nó được phân thành hai loại PNP và NPN. Trong transistor NPN, chất bán dẫn loại P pha tạp nhẹ được đặt giữa hai chất bán dẫn loại N pha tạp nhiều. Tương tự, transistor PNP được hình thành bằng cách đặt một chất bán dẫn loại N giữa các chất bán dẫn loại P. Cấu tạo của transistor lưỡng cực được minh họa bên dưới. Cực phát và cực góp trong cấu trúc dưới đây được gọi là chất bán dẫn loại n và loại p, được ký hiệu là ‘E’ và ‘C’. Trong khi chân cực gốc còn lại được gọi là bán dẫn loại p ký hiệu là ‘B’.

Khi một điện áp cao được kết nối ở chế độ phân cực ngược trên cả cực gốc và cực góp sẽ tạo ra vùng suy giảm cao hình thành qua đường giao nhau BE, với một điện trường mạnh ngăn các lỗ trống từ cực B đến cực C. Bất cứ khi nào cực E và cực B được kết nối trong phân cực thuận, dòng electron sẽ hướng từ cực phát đến cực gốc.

Trong cực gốc, một số điện tử tái kết hợp với các lỗ trống, nhưng điện trường qua mặt tiếp giáp B-C sẽ thu hút các điện tử. Hầu hết các electron tràn vào cực góp để tạo ra một dòng điện cực lớn. Vì dòng điện lớn qua cực góp có thể được điều khiển bằng dòng điện nhỏ qua cực phát.

Nếu hiệu điện thế qua tiếp giáp BE không mạnh, thì các điện tử không thể đi vào cực góp, do đó, không có dòng điện chạy qua cực góp. Vì lý do này, transistor lưỡng cực cũng được sử dụng như một công tắc. Tiếp giáp PNP cũng hoạt động với nguyên tắc tương tự, nhưng cực gốc được làm bằng vật liệu loại N và phần lớn các hạt mang điện trong transistor PNP là các lỗ trống.

FET là gì

Thuật ngữ FET là viết tắt của transistor trường. FET là một loại transistor, trong đó dòng điện o / p được điều khiển bởi điện trường. Loại cơ bản của FET hoàn toàn khác với BJT. FET bao gồm ba chân là nguồn, máng và cổng. Các hạt mang điện tích của transistor này là các lỗ trống hoặc các điện tử, đi từ cực nguồn đến cực máng qua một kênh tích cực. Dòng mang điện tích này có thể được điều khiển bởi điện áp đặt trên các cực nguồn và cực cổng.

Cấu tạo FET

Transistor trường được phân thành hai loại JFET và MOSFET. Hai transistor này có nguyên lý hoạt động tương tự nhau. Cấu tạo của JFET kênh p được hiển thị bên dưới. Trong JFET kênh p, hạt mang điện tích đa số đi từ cực nguồn đến cực máng. Cực nguồn và cực máng được ký hiệu là S và D.

Cực cổng được kết nối ở chế độ phân cực nghịch với nguồn điện áp để có thể hình thành lớp suy giảm trên các vùng của cổng và kênh mà dòng điện tích chảy qua. Bất cứ khi nào điện áp nghịch trên cực cổng được tăng lên, lớp suy giảm sẽ tăng lên. Vì vậy, nó có thể ngăn dòng điện từ cực nguồn đến cực máng. Vì vậy, bằng cách thay đổi điện áp tại cực cổng, dòng điện từ cực nguồn đến cực cống có thể được kiểm soát.

So sánh BJT và FET

BJT	FET
BJT là viết tắt của transistor lưỡng cực, vì vậy nó là một linh kiện lưỡng cực	FET là viết tắt của transistor trường, vì vậy nó là transistor đơn cực
BJT có ba chân là cực gốc, cực phát và cực góp	FET có ba chân là cực máng, cực nguồn và cực cổng
Hoạt động của BJT chủ yếu phụ thuộc vào hạt mang điện đa số cũng như thiểu số	Hoạt động của FET chủ yếu phụ thuộc vào các hạt mang điện đa số là lỗ trống hoặc electron
Trở kháng đầu vào của BJT dao động từ 1K đến 3K, rất nhỏ	Trở kháng đầu vào của FET rất lớn
BJT là thiết bị điều khiển dòng điện	FET là thiết bị điều khiển bằng điện áp
BJT có độ nhiễu	FET ít nhiễu
Sự thay đổi tần số của BJT sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nó	Đáp ứng tần số cao
Phụ thuộc vào nhiệt độ	Độ ổn định nhiệt tốt hơn
Rẻ tiền	Đắt tiền
Kích thước lớn hơn	Nhỏ hơn
Có điện áp offset	Không có điện áp offset
Độ lợi nhiều hơn	Độ lợi ít hơn
Trở kháng đầu ra cao do độ lợi cao	Trở kháng đầu ra ít do độ lợi ít
So với cực phát, cả hai cực của BJT là cực gốc và cực góp đều dương hơn.	Cực máng là dương và cực cổng là âm so với cực nguồn.
Cực gốc là âm so với cực phát.	Cực cổng là âm hơn đối với cực nguồn.
Có độ lợi điện áp cao	Độ lợi điện áp thấp
Có độ lợi dòng điện thấp	Độ lợi dòng cao
Thời gian chuyển đổi của BJT là trung bình	Thời gian chuyển đổi của FET nhanh
Phân cực BJT đơn giản	Phân cực FET khó
BJT sử dụng ít dòng điện hơn	FET sử dụng ít điện áp hơn
BJT phù hợp ứng dụng dòng điện thấp	FET phù hợp ứng dụng điện áp thấp
BJT tiêu thụ công suất cao	FET tiêu thụ công suất thấp
BJT có hệ số nhiệt độ âm	FET có hệ số nhiệt độ dương

Sự khác biệt chính giữa transistor lưỡng cực và transistor trường

Transistor lưỡng cực là thiết bị lưỡng cực, trong transistor này, có một dòng của cả hai hạt mang điện tích đa số và thiểu số.

Transistor trường là thiết bị đơn cực, trong transistor này chỉ có các dòng mang điện tích đa số.

BJT được điều khiển bằng dòng điện.

FET được điều khiển bằng điện áp.

Trong nhiều ứng dụng, transistor trường được sử dụng hơn transistor lưỡng cực.

BJT bao gồm ba cực là cực phát, cực gốc và cực góp. Các cực này được ký hiệu là E, B và C.

FET bao gồm ba cực là cực nguồn, cực máng và cực cổng. Các cực này được ký hiệu là S, D và G.

Trở kháng đầu vào của transistor trường cao so với transistor lưỡng cực.

FET được sản xuất rất nhỏ để hiệu quả trong việc thiết kế các mạch thương mại. Về cơ bản, FET có kích thước nhỏ chiếm ít không gian trên chip. Các thiết bị nhỏ hơn sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng và thân thiện với người dùng. BJT lớn hơn FET.

FET, đặc biệt là MOSFET được thiết kế tốn kém hơn so với BJT.

Transistor trường được sử dụng rộng rãi hơn trong các ứng dụng khác nhau và nó có thể được sản xuất với kích thước nhỏ và sử dụng ít năng lượng hơn. Transistor lưỡng cực có thể áp dụng trong lĩnh vực điện tử, điện tử tiêu dùng và tạo ra lợi nhuận cao.

FET mang lại một số lợi ích cho các thiết bị thương mại trong các ngành công nghiệp quy mô lớn. Khi sử dụng trong các thiết bị tiêu dùng, thì nó được ưu tiên hơn vì kích thước, trở kháng i / p cao và các yếu tố khác.

Một trong những công ty thiết kế chip lớn nhất như Intel sử dụng FET để cung cấp năng lượng cho hàng tỷ thiết bị trên khắp thế giới.

BJT cần một lượng nhỏ dòng điện để bật transistor. Nhiệt tản ra trên transistor lưỡng cực giới hạn tổng số transistor được chế tạo trên chip.

Bất cứ khi nào cực ‘G’ của FET được sạc thì sẽ không cần thêm dòng điện để giữ transistor bật.

BJT là nguyên nhân gây ra hiện tượng quá nhiệt do hệ số nhiệt độ âm.

FET có hệ số nhiệt độ + Ve để dừng quá nhiệt.

BJT có thể áp dụng cho các ứng dụng dòng điện thấp.

FET có thể áp dụng cho các ứng dụng điện áp thấp.

FET có độ lợi thấp đến trung bình.

BJT có tần số tối đa cao hơn và tần số cắt cao hơn.

Tại sao FET lại được ưa chuộng hơn BJT

Transistor trường có trở kháng đầu vào cao so với transistor lưỡng cực. Độ lợi của FET ít hơn so với BJT.

FET tạo ra ít độ nhiễu hơn.

Hiệu ứng bức xạ của FET ít hơn.

Điện áp offset của FET bằng 0 ở dòng cực máng 0 và do đó nó tạo ra một bộ cắt tín hiệu vượt trội.

FET ổn định hơn về nhiệt độ.

Trở kháng đầu vào của FET cao hơn, vì vậy nó được ưu tiên sử dụng làm tầng i / p cho bộ khuếch đại đa tầng.

Chế tạo FET rất đơn giản

FET phản hồi giống như một biến trở được điều khiển bằng điện áp cho các giá trị điện áp từ cực máng đến cực nguồn rất nhỏ.

Nó nhạy cảm với bức xạ.

FET tiêu tán công suất cao cũng như có thể chuyển đổi dòng điện lớn.

Cái nào nhanh hơn BJT hay FET

Đối với điều khiển LED công suất thấp và các thiết bị tương tự từ MCU (Bộ điều khiển vi mô), BJT rất phù hợp vì BJT có thể chuyển đổi nhanh hơn so với MOSFET vì điện dung thấp trên chân điều khiển.

MOSFET được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao vì nó có thể chuyển đổi nhanh hơn so với BJT.

MOSFET sử dụng các cuộn cảm nhỏ trong nguồn chế độ chuyển mạch để tăng hiệu quả.