היתרונות של MOSFET על פני BJT

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• סקירה כללית של MOSFET ו- BJT
• טרנזיסטור צומת דו קוטבי (BJT)
• טרנזיסטורי אפקט שדה-מוליכים למחצה-מתכת (MOSFET)
• היתרונות של MOSFET

מאז 1948 משתמשים בטרנזיסטורים באלקטרוניקה. הטרנזיסטורים המודרניים, שנוצרו במקור עם גרמניום, משתמשים בסיליקון לצורך סובלנות החום הגבוהה יותר. טרנזיסטורים מגבירים ומתגים אותות. הם יכולים להיות אנלוגיים או דיגיטליים. שני טרנזיסטורים נפוצים כיום כוללים טרנזיסטורים להשפעת שדה מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה (MOSFET) וטרנזיסטורים לצומת דו קוטבית (BJT). MOSFET מציעה מספר יתרונות על פני BJT.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

טרנזיסטורים, ששימשו להעצמת והעברת אותות, בישרו על עידן האלקטרוניקה המודרני. כיום שני טרנזיסטורים דומיננטיים המשמשים כוללים טרנזיסטורים צומת דו קוטבית או BJT וטרנזיסטורי אפקט שדה-מוליכים למחצה מתכת או MOSFET. MOSFET מציע יתרונות על פני BJT באלקטרוניקה ומחשבים מודרניים שכן טרנזיסטורים אלה תואמים יותר לטכנולוגיית עיבוד הסיליקון.

סקירה כללית של MOSFET ו- BJT

MOSFET ו- BJT מייצגים את שני הסוגים העיקריים של טרנזיסטורים הנהוגים כיום. טרנזיסטורים מורכבים משלושה סיכות הנקראות פולט, אספן ובסיס. הבסיס שולט בזרם החשמלי, האספן מטפל בזרימת זרם הבסיס, והפולט הוא המקום בו הזרם זורם החוצה. שני MOSFETs וגם BJTs עשויים בדרך כלל מסיליקון, עם אחוז קטן יותר עשוי גליום ארסניד. שניהם יכולים לעבוד כמתמרים לחיישנים אלקטרוכימיים.

טרנזיסטור צומת דו קוטבי (BJT)

BJT (טרנזיסטור צומת דו-קוטבי) משלב שתי דיודות צומת משני מוליכים למחצה מסוג p בין בין מוליכים למחצה מסוג n או שכבה של מוליכים למחצה מסוג n בין שני מוליכים למחצה p. ה- BJT הוא מכשיר מבוקר זרם עם מעגל בסיס, למעשה מגבר זרם. ב- BJTs, הזרם עובר דרך הטרנזיסטור על פני חורים או משרות פנויים בקוטביות חיובית ואלקטרונים עם קוטביות שלילית. מכשירי BJT משמשים ביישומים רבים, כולל מעגלי כוח אנלוגיים וגבוהים. הם היו הסוג הראשון המיוצר של טרנזיסטור.

טרנזיסטורי אפקט שדה-מוליכים למחצה-מתכת (MOSFET)

MOSFET הוא סוג של טרנזיסטור אפקט שדה שמשמש במעגלים משולבים דיגיטליים כמו מחשבי מיקרו. ה- MOSFET הוא מכשיר מבוקר מתח. יש לו מסוף שער ולא בסיס, המופרד מסופים אחרים על ידי סרט תחמוצת. שכבת תחמוצת זו משמשת כמבודד. במקום פולט ואספן, ל- MOSFET יש מקור וניקוז. MOSFET בולט בזכות ההתנגדות הגבוהה לשער. מתח השער קובע אם ה- MOSFET נדלק או כבה. זמן המעבר מתרחש בין מצבי ההפעלה והכיבוי שלו.

היתרונות של MOSFET

טרנזיסטורים של אפקט שדה כמו MOSFET שימשו במשך עשרות שנים. הם מהווים את הטרנזיסטורים הנפוצים ביותר, השולטים כיום בשוק המעגלים המשולבים. הם ניידים, משתמשים בהספק נמוך, אינם מגלים זרם ותואמים לטכנולוגיית עיבוד הסיליקון. היעדר זרם השער שלהם מביא לעכבת קלט גבוהה. יתרון מרכזי נוסף של MOSFET על פני BJT הוא שהוא מהווה בסיס למעגל עם מתגי אותות אנלוגיים. אלה שימושיים במערכות רכישת נתונים ומאפשרות מספר כניסות נתונים. יכולת המיתוג שלהם בין נגדים שונים מסייעת ביחס ההפחתה, או שינוי הרווח של מגברים תפעוליים. MOSFETs מהווים את הבסיס למכשירי זיכרון מוליכים למחצה כמו מעבדים מיקרו.