היתרונות של MOSFET על פני BJT

מאז 1948 נעשה שימוש בטרנזיסטורים באלקטרוניקה. הטרנזיסטורים המודרניים שיוצרו במקור עם גרמניום, משתמשים בסיליקון על מנת לסבול את החום הגבוה יותר. טרנזיסטורים מגבירים ומעבירים אותות. הם יכולים להיות אנלוגיים או דיגיטליים. שני טרנזיסטורים נפוצים כיום כוללים טרנזיסטורי אפקט שדה מתכת-אוקסיד-מוליכים למחצה (MOSFET) וטרנזיסטורי צומת דו קוטבית (BJT). MOSFET מציע מספר יתרונות על פני BJT.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

טרנזיסטורים, המשמשים להגברה ולהחלפת אותות, בישרו את עידן האלקטרוניקה המודרני. כיום, שני טרנזיסטורים דומיננטיים המשמשים כוללים טרנזיסטורים צומת דו קוטביים או טרנזיסטורי אפקט שדה BJT ומתח-תחמוצת-מוליכים למחצה או MOSFET MOSFET מציע יתרונות על פני BJT באלקטרוניקה ומחשבים מודרניים, שכן הטרנזיסטורים הללו תואמים יותר לטכנולוגיית עיבוד סיליקון.

MOSFET ו- BJT מייצגים את שני סוגי הטרנזיסטורים העיקריים המשמשים כיום. טרנזיסטורים מורכבים משלושה סיכות הנקראות פולט, אספן ובסיס. הבסיס שולט בזרם החשמלי, הקולט מטפל בזרימת זרם הבסיס והפולט הוא המקום בו הזרם זורם החוצה. שניהם MOSFETs ו- BJTs עשויים בדרך כלל מסיליקון, כאשר אחוז קטן יותר עשוי גליניום ארסניד. שניהם יכולים לעבוד כמתמרים עבור חיישנים אלקטרוכימיים.

BJT (טרנזיסטור צומת דו קוטבי) משלב שתי דיודות צומת ממוליך למחצה מסוג p בין למוליכים למחצה מסוג n או שכבה של מוליכים למחצה מסוג n בין שני סוג p מוליכים למחצה. ה- BJT הוא מכשיר מבוקר זרם עם מעגל בסיס, למעשה מגבר זרם. ב BJTs, הזרם עובר דרך הטרנזיסטור על פני חורים או משרות פנויות עם קוטביות חיובית ואלקטרונים עם קוטביות שלילית. BJTs משמשים ביישומים רבים, כולל מעגלים אנלוגיים ועוצמתיים גבוהים. הם היו סוג הטרנזיסטור המיוצר בייצור המוני.

MOSFET הוא סוג של טרנזיסטור אפקט שדה המשמש במעגלים משולבים דיגיטליים כמו מיקרו מחשבים. ה- MOSFET הוא מכשיר מבוקר מתח. יש לו מסוף שער ולא בסיס, המופרד מסופים אחרים באמצעות סרט תחמוצת. שכבת תחמוצת זו משמשת כמבודד. במקום פולט ואספן, ל- MOSFET יש מקור וניקוז. MOSFET בולט בזכות עמידות השער הגבוהה שלו. מתח השער קובע אם ה- MOSFET נדלק או נכבה. זמן ההחלפה מתרחש בין מצבי ההפעלה והכיבוי שלו.

טרנזיסטורים של אפקט שדה כגון MOSFET שימשו במשך עשרות שנים. הם כוללים הטרנזיסטורים הנפוצים ביותר, השולטים כיום בשוק המעגלים המשולבים. הם ניידים, משתמשים בהספק נמוך, אינם שואבים זרם ותואמים לטכנולוגיית עיבוד הסיליקון. היעדר זרם השער שלהם גורם לעכבת קלט גבוהה. יתרון מרכזי נוסף של MOSFET על פני BJT הוא שהוא מהווה בסיס למעגל עם מתגים של אותות אנלוגיים. אלה שימושיים במערכות רכישת נתונים ומאפשרים מספר קלט נתונים. יכולת ההחלפה שלהם בין נגדים שונים מסייעת ליחס הנחתה, או לשינוי הרווח של מגברים תפעוליים. MOSFETs מהווים בסיס למכשירי זיכרון מוליכים למחצה כגון מיקרו-מעבדים.