Unterschied zwischen JFET und MOSFET

Beide sind spannungsgesteuerte Feldeffekttransistoren (FETs), die hauptsächlich zur Verstärkung schwacher Signale, meist drahtloser Signale, verwendet werden. Sie sind UNIPOLAR-Geräte, die analoge und digitale Signale verstärken können. Ein Feldeffekttransistor (FET) ist eine Art Transistor, der das elektrische Verhalten einer Vorrichtung unter Verwendung eines elektrischen Feldeffekts ändert. Sie werden in elektronischen Schaltungen von der HF-Technologie zum Schalten und zur Leistungssteuerung bis zur Verstärkung verwendet. Sie verwenden ein elektrisches Feld, um die elektrische Leitfähigkeit eines Kanals zu steuern. Der FET wird in JFET (Junction Field Effect Transistor) und MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) eingeteilt. Beide werden hauptsächlich in integrierten Schaltkreisen verwendet und sind in ihrer Funktionsweise ziemlich ähnlich, sie haben jedoch eine leicht unterschiedliche Zusammensetzung. Vergleichen wir die beiden im Detail.

Was ist JFET??

Der JFET ist der einfachste Typ eines Feldeffekttransistors, bei dem der Strom entweder von Source zu Drain oder von Drain zu Source fließen kann. Im Gegensatz zu Bipolar-Junction-Transistoren (BJTs) verwendet der JFET die an den Gate-Anschluss angelegte Spannung, um den Strom zu steuern, der durch den Kanal zwischen den Drain- und Source-Anschlüssen fließt, wodurch der Ausgangsstrom proportional zur Eingangsspannung ist. Der Gate-Anschluss ist in Sperrrichtung vorgespannt. Es handelt sich um eine unipolare Halbleitervorrichtung mit drei Anschlüssen, die in elektronischen Schaltern, Widerständen und Verstärkern verwendet wird. Es erwartet ein hohes Maß an Isolation zwischen Eingang und Ausgang, wodurch es stabiler ist als ein Bipolar-Junction-Transistor. Im Gegensatz zu BJTs wird die zulässige Strommenge durch ein Spannungssignal in einem JFET bestimmt.

Es wird im Allgemeinen in zwei grundlegende Konfigurationen eingeteilt:

• N-Kanal-JFET - Der durch den Kanal zwischen Drain und Source fließende Strom ist negativ in Form von Elektronen. Es hat einen geringeren Widerstand als P-Channel-Typen.
• P-Kanal-JFET - Der Strom, der durch den Kanal fließt, ist positiv in Form von Löchern. Es hat einen höheren Widerstand als seine N-Kanal-Pendants.

Was ist MOSFET??

Der MOSFET ist ein Halbleiter-Feldeffekttransistor mit vier Anschlüssen, der durch kontrollierte Oxidation von Silizium hergestellt wird und bei dem die angelegte Spannung die elektrische Leitfähigkeit eines Bauelements bestimmt. MOSFET steht für Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Das Gate, das sich zwischen den Source- und Drain-Kanälen befindet, ist durch eine dünne Metalloxidschicht von dem Kanal elektrisch isoliert. Die Idee ist, den Spannungs- und Stromfluss zwischen den Source- und Drain-Kanälen zu steuern. MOSFETs spielen aufgrund ihrer hohen Eingangsimpedanz in integrierten Schaltungen eine entscheidende Rolle. Sie werden meistens in Leistungsverstärkern und Schaltern verwendet und spielen als Designelemente eine wichtige Rolle im Design eingebetteter Systeme.

Sie werden im Allgemeinen in zwei Konfigurationen unterteilt:

• Verarmungs-MOSFET - Die Geräte sind normalerweise eingeschaltet, wenn die Gate-Source-Spannung Null ist. Die Anwendungsspannung ist niedriger als die Drain-Source-Spannung
• Enhancement Mode MOSFET - Die Geräte sind normalerweise „AUS“, wenn die Gate-Source-Spannung Null ist.

Unterschied zwischen JFET und MOSFET

Grundlagen von FET und MOSFET

Sowohl JFET als auch MOSFET sind spannungsgesteuerte Transistoren, die zur Verstärkung schwacher Signale sowohl analog als auch digital verwendet werden. Bei beiden handelt es sich um unipolare Geräte mit unterschiedlicher Zusammensetzung. Während JFET für Junction Field-Effect Transistor steht, ist MOSFET die Abkürzung für Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Die erstere ist eine Halbleitervorrichtung mit drei Anschlüssen, während die letztere eine Halbleitervorrichtung mit vier Anschlüssen ist.

Betriebsmodus von FET und MOSFET

Beide haben im Vergleich zu Bipolar-Junction-Transistoren (BJTs) geringere Transkonduktanzwerte. JFETs können nur im Verarmungsmodus betrieben werden, während MOSFETs sowohl im Verarmungsmodus als auch im Verbesserungsmodus arbeiten können.

Eingangsimpedanz in FET und MOSFET

JFETs haben eine hohe Eingangsimpedanz in der Größenordnung von 1010 Ohm, was sie empfindlich gegenüber Eingangsspannungssignalen macht. MOSFETs bieten eine noch höhere Eingangsimpedanz als die JFETs, wodurch sie am Gate-Anschluss dank des Metalloxid-Isolators viel widerstandsfähiger sind.

Gate-Leckstrom

Dies bezieht sich auf den allmählichen Verlust elektrischer Energie, der durch elektronische Geräte verursacht wird, selbst wenn sie ausgeschaltet sind. Während JFETs den Gate-Leckstrom in der Größenordnung von 10 A bis 9 A zulassen, liegt der Gate-Leckstrom für MOSFETs in der Größenordnung von 10 A bis 12 A.

Beschädigungswiderstand in FET und MOSFET

MOSFETs sind anfälliger für Schäden durch elektrostatische Entladung aufgrund des zusätzlichen Metalloxidisolators, der die Kapazität des Gates verringert, wodurch der Transistor anfällig für Hochspannungsschäden wird. JFETs dagegen sind weniger anfällig für ESD-Schäden, da sie eine höhere Eingangskapazität als MOSFETs bieten.

Kosten für FET und MOSFET

JFETs folgen einem einfachen, weniger komplexen Herstellungsprozess, wodurch sie relativ billiger sind als MOSFETs, die aufgrund des komplexeren Herstellungsprozesses teuer sind. Die zusätzliche Metalloxidschicht trägt etwas zu den Gesamtkosten bei.

Anwendung von FET und MOSFET

JFETs sind ideal für rauscharme Anwendungen wie elektronische Schalter, Pufferverstärker usw. MOSFETs hingegen werden hauptsächlich für rauschbehaftete Anwendungen wie das Schalten und Verstärken von analogen oder digitalen Signalen verwendet, und sie werden auch in Motorsteuerungsanwendungen verwendet und eingebettete Systeme.

JFET vs. MOSFET: Vergleichstabelle

Zusammenfassung von FET vs. MOSFET

JFET und MOSFET sind die zwei beliebtesten Feldeffekttransistoren, die üblicherweise in elektronischen Schaltungen verwendet werden. Sowohl JFET als auch MOSFET sind spannungsgesteuerte Halbleiterbauelemente, die zur Verstärkung schwacher Signale unter Verwendung eines elektrischen Feldeffekts verwendet werden. Der Name selbst weist auf die Attribute des Geräts hin. Sie haben zwar gemeinsame Eigenschaften, die der Verstärkung und dem Wechseln entsprechen, haben aber durchaus Unterschiede. JFET wird nur im Verarmungsmodus betrieben, wohingegen der MOSFET sowohl im Verarmungsmodus als auch im Anreicherungsmodus betrieben wird. MOSFETs werden aufgrund ihres kostspieligen Herstellungsprozesses in VLSI-Schaltkreisen eingesetzt, gegenüber den weniger teuren JFETs, die hauptsächlich in Kleinsignalanwendungen verwendet werden.