Differenza tra JFET e MOSFET

Entrambi sono transistor a effetto di campo a tensione controllata (FET) principalmente utilizzati per amplificare segnali deboli, per lo più segnali wireless. Sono dispositivi UNIPOLAR che possono amplificare segnali analogici e digitali. Un transistor ad effetto di campo (FET) è un tipo di transistor che altera il comportamento elettrico di un dispositivo utilizzando un effetto di campo elettrico. Vengono utilizzati nei circuiti elettronici dalla tecnologia RF alla commutazione e al controllo dell'alimentazione fino all'amplificazione. Usano il campo elettrico per controllare la conduttività elettrica di un canale. FET è classificato in JFET (transistor a effetto di campo di giunzione) e MOSFET (transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo). Entrambi sono utilizzati principalmente nei circuiti integrati e sono abbastanza simili nei principi operativi, ma hanno una composizione leggermente diversa. Confrontiamo i due in dettaglio.

Cos'è JFET?

JFET è il tipo più semplice di transistor ad effetto di campo in cui la corrente può passare dalla sorgente al drenaggio o drenare alla fonte. A differenza dei transistor a giunzione bipolare (BJT), JFET utilizza la tensione applicata al terminale di gate per controllare la corrente che fluisce attraverso il canale tra i terminali di drain e source, il che risulta in una corrente di uscita proporzionale alla tensione di ingresso. Il terminale di gate è polarizzato inversamente. È un dispositivo a semiconduttore unipolare a tre terminali utilizzato in interruttori elettronici, resistori e amplificatori. Prevede un alto grado di isolamento tra ingresso e uscita che lo rende più stabile di un transistor a giunzione bipolare. A differenza dei BJT, la quantità di corrente consentita è determinata da un segnale di tensione in un JFET.

In genere è classificato in due configurazioni di base:

• JFET a canale N - La corrente che fluisce attraverso il canale tra lo scarico e la sorgente è negativa sotto forma di elettroni. Ha una resistenza inferiore rispetto ai tipi P-Channel.
• JFET P-Channel - La corrente che scorre attraverso il canale è positiva sotto forma di fori. Ha una resistenza superiore rispetto alle sue controparti N-Channel.

Cos'è MOSFET?

MOSFET è un transistor a effetto di campo a semiconduttore a quattro terminali fabbricato dall'ossidazione controllata del silicio e dove la tensione applicata determina la conduttività elettrica di un dispositivo. MOSFET è l'acronimo di Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Il cancello che si trova tra i canali di source e drain è elettricamente isolato dal canale da un sottile strato di ossido di metallo. L'idea è di controllare il flusso di tensione e corrente tra i canali di source e drain. I MOSFET svolgono un ruolo fondamentale nei circuiti integrati a causa della loro elevata impedenza di ingresso. Sono utilizzati principalmente in amplificatori e interruttori di potenza, oltre a svolgere un ruolo fondamentale nella progettazione di sistemi embedded come elementi funzionali.

Sono generalmente classificati in due configurazioni:

• MOSFET in modalità di esaurimento - I dispositivi sono normalmente "ON" quando la tensione da porta a sorgente è zero. La tensione di applicazione è inferiore alla tensione drain-to-source
• MOSFET in modalità miglioramento - I dispositivi sono normalmente "OFF" quando la tensione da porta a sorgente è zero.

Differenza tra JFET e MOSFET

Nozioni di base su FET e MOSFET

Sia JFET che MOSFET sono transistor controllati in tensione utilizzati per amplificare segnali deboli sia analogici che digitali. Entrambi sono dispositivi unipolari ma con composizione diversa. Mentre JFET sta per Junction Field-Effect Transistor, MOSFET è l'abbreviazione di Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Il primo è un dispositivo a semiconduttore a tre terminali, mentre il secondo è un dispositivo a semiconduttore a quattro terminali.

Modalità operativa di FET e MOSFET

Entrambi hanno meno valori di transconduttanza rispetto a quelli dei transistor di giunzione bipolare (BJT). I JFET possono essere utilizzati solo in modalità di esaurimento, mentre i MOSFET possono funzionare sia in modalità di esaurimento che in modalità di miglioramento.

Impedenza di ingresso in FET e MOSFET

I JFET hanno un'impedenza di ingresso elevata dell'ordine di 1010 ohm che li rende sensibili ai segnali di tensione in ingresso. I MOSFET offrono un'impedenza di ingresso ancora maggiore rispetto ai JFET che li rende molto più resistivi al terminale di gate, grazie all'isolatore di ossido di metallo.

Corrente di fuga del cancello

Si riferisce alla perdita graduale di energia elettrica causata dai dispositivi elettronici anche quando sono spenti. Mentre i JFET consentono la corrente di fuga del gate dell'ordine di 10 ^ -9 A, la corrente di dispersione del gate per i MOSFET sarà dell'ordine di 10 ^ -12 A.

Resistenza ai danni in FET e MOSFET

I MOSFET sono più suscettibili ai danni causati dalle scariche elettrostatiche a causa dell'isolamento di ossido metallico aggiuntivo che riduce la capacità del gate rendendo il transistor vulnerabile ai danni di alta tensione. I JFET, d'altra parte, sono meno suscettibili ai danni ESD poiché offrono una maggiore capacità di ingresso rispetto ai MOSFET.

Costo di FET e MOSFET

I JFET seguono un processo di produzione semplice e meno sofisticato che li rende relativamente più economici rispetto ai MOSFET, che sono costosi a causa del processo di produzione più complesso. Lo strato di ossido di metallo aggiuntivo aggiunge un po 'al costo complessivo.

Applicazione di FET e MOSFET

I JFET sono ideali per applicazioni a basso rumore come interruttori elettronici, amplificatori di buffer, ecc. I MOSFET, d'altra parte, sono principalmente utilizzati per applicazioni ad alto rumore come la commutazione e l'amplificazione di segnali analogici o digitali, inoltre sono anche utilizzati in applicazioni di controllo motore e sistemi incorporati.

JFET vs MOSFET: grafico di confronto

Riepilogo di FET vs MOSFET

JFET e MOSFET sono i due più popolari transistor ad effetto di campo comunemente usati nei circuiti elettronici. Sia JFET che MOSFET sono dispositivi a semiconduttore a voltaggio controllato utilizzati per amplificare i segnali deboli utilizzando un effetto di campo elettrico. Il nome stesso suggerisce gli attributi del dispositivo. Mentre condividono attributi comuni corrispondenti a amplificazione e commutazione, hanno la loro giusta quota di differenze. JFET funziona solo in modalità di esaurimento, mentre MOSFET viene utilizzato sia in modalità di esaurimento che in modalità di miglioramento. I MOSFET sono utilizzati nei circuiti VLSI grazie al loro costoso processo di fabbricazione, rispetto ai JFET meno costosi che vengono utilizzati principalmente in applicazioni di segnale di piccole dimensioni.