Sinds 1948 worden transistors gebruikt in de elektronica. Oorspronkelijk gemaakt met germanium, gebruiken moderne transistors silicium vanwege de hogere hittetolerantie. Transistors versterken en schakelen signalen. Ze kunnen analoog of digitaal zijn. Twee gangbare transistors zijn tegenwoordig metaaloxide-halfgeleider-veldeffecttransistors (MOSFET) en bipolaire junctietransistoren (BJT). MOSFET biedt een aantal voordelen ten opzichte van BJT.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Transistors, gebruikt om signalen te versterken en te schakelen, luidden het moderne elektronicatijdperk in. Tegenwoordig worden twee overheersende transistors gebruikt, waaronder Bipolaire Junction Transistors of BJT en Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors of MOSFET. MOSFET biedt voordelen ten opzichte van BJT in moderne elektronica en computers, omdat deze transistoren beter compatibel zijn met siliciumverwerkingstechnologie.
Overzicht van MOSFET en BJT
MOSFET en BJT vertegenwoordigen de twee belangrijkste typen transistors die tegenwoordig worden gebruikt. Transistors bestaan uit drie pinnen, een emitter, een collector en een basis. De basis regelt de elektrische stroom, de collector regelt de stroom van de basisstroom en de emitter is waar de stroom naar buiten stroomt. Zowel MOSFET's als BJT's zijn over het algemeen gemaakt van silicium, met een kleiner percentage gemaakt van galliumarsenide. Ze kunnen beide werken als transducers voor elektrochemische sensoren.
Bipolaire junctietransistor (BJT)
Een BJT (Bipolar Junction Transistor) combineert twee junctiediodes van ofwel een p-type halfgeleider tussen naar n-type halfgeleiders of een laag n-type halfgeleider tussen twee p-type halfgeleiders. De BJT is een stroomgestuurd apparaat met een basiscircuit, in wezen een stroomversterker. In BJT's gaat de stroom door de transistor over gaten of bindingsvacatures met positieve polariteit en elektronen met negatieve polariteit. BJT's worden in veel toepassingen gebruikt, waaronder analoge en hoogvermogencircuits. Ze waren het eerste in massa geproduceerde type transistor.
Metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistoren (MOSFET)
MOSFET is een type veldeffecttransistor dat wordt gebruikt in digitale geïntegreerde schakelingen zoals microcomputers. De MOSFET is een spanningsgestuurd apparaat. Het heeft een gate-terminal in plaats van een basis, gescheiden van andere terminals door een oxidefilm. Deze oxidelaag dient als isolator. In plaats van een emitter en een collector heeft MOSFET een source en een drain. MOSFET staat bekend om zijn hoge poortweerstand. De poortspanning bepaalt of de MOSFET wordt in- of uitgeschakeld. Schakeltijd vindt plaats tussen de aan- en uit-modi.
Voordelen van MOSFET
Veldeffecttransistoren zoals MOSFET worden al tientallen jaren gebruikt. Ze omvatten de meest gebruikte transistoren die momenteel de markt voor geïntegreerde schakelingen domineren. Ze zijn draagbaar, verbruiken weinig stroom, trekken geen stroom en zijn compatibel met siliciumverwerkingstechnologie. Hun gebrek aan poortstroom resulteert in een hoge ingangsimpedantie. Een bijkomend groot voordeel van MOSFET ten opzichte van BJT is dat het de basis vormt van een circuit met schakelaars van analoge signalen. Deze zijn nuttig in data-acquisitiesystemen en maken verschillende data-invoer mogelijk. Hun schakelvermogen tussen verschillende weerstanden helpt bij de verzwakkingsverhouding of het veranderen van de versterking van operationele versterkers. MOSFET's vormen de basis van halfgeleidergeheugenapparaten zoals microprocessors.
