تعرف على الفرق الرئيسي بين BJT و FET

BJTs و FETs هما نوعان مختلفان أنواع الترانزستورات ويعرف أيضًا باسم نشط أجهزة أشباه الموصلات . اختصار BJT هو Bipolar Junction Transistor و FET تعني ترانزستور تأثير المجال. تتوفر BJTS و FETS في مجموعة متنوعة من الحزم بناءً على تردد التشغيل والتيار والجهد وقيم الطاقة. تسمح هذه الأنواع من الأجهزة بدرجة أكبر من التحكم في عملهم. يمكن استخدام BJTS و FETs كمفاتيح ومضخمات في الأجهزة الكهربائية و الدوائر الإلكترونية . الفرق الرئيسي بين BJT و FET هو أنه في ملف حقل التأثير الترانزستور تحمل شحنة الأغلبية فقط التدفقات ، بينما في BJT يتدفق كل من ناقلات شحن الأغلبية والأقلية.

الفرق بين BJT و FET

تتم مناقشة الفرق الرئيسي بين BJT و FET أدناه ، والذي يتضمن ما هو BJT و FET ، وبناء وتشغيل BJT و FET.

ما هو BJT؟

BJT هو نوع واحد من الترانزستور يستخدم حاملات شحن الأغلبية والأقلية. أجهزة أشباه الموصلات هذه متوفرة في نوعين مثل PNP و NPN. الوظيفة الرئيسية لهذا الترانزستور هي تضخيم التيار. هؤلاء يمكن استخدام الترانزستورات ك مفاتيح ومكبرات الصوت. تتضمن تطبيقات BJTs مجموعة واسعة تشمل الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة إرسال الراديو ومكبرات الصوت والتحكم الصناعي.

ناقل ثنائي القطب

بناء BJT

يتكون الترانزستور ثنائي القطب من تقاطعات pn. اعتمادًا على هيكل BJT ، يتم تصنيفها إلى نوعين مثل PNP و NPN . في ترانزستور NPN ، يتم وضع أشباه موصلات من النوع P مخدر قليلاً بين نوعين من أشباه الموصلات من النوع N. بالتساوي ، يتم تشكيل ترانزستور PNP عن طريق وضع أشباه الموصلات من النوع N بين أشباه الموصلات من النوع P. يتم عرض بناء BJT أدناه. تسمى محطات الباعث والمجمع في الهيكل أدناه بأشباه الموصلات من النوع n والنوع p والتي يشار إليها بـ 'E' و 'C'. بينما تسمى محطة التجميع المتبقية بأشباه الموصلات من النوع p يرمز لها بـ 'B'.

بناء BJT

عندما يتم توصيل جهد عالي في وضع التحيز العكسي عبر كل من طرفي القاعدة والمجمع. يؤدي هذا إلى جذور منطقة استنفاد عالية لتشكل عبر تقاطع BE ، مع مجال كهربائي قوي يوقف الثقوب من الطرف B إلى الطرف C. عندما يتم توصيل المحطات E و B في تحيز توجيهي ، سيكون اتجاه تدفق الإلكترونات من طرف الباعث إلى طرف القاعدة.

في طرف القاعدة ، تتحد بعض الإلكترونات مع الثقوب ، لكن المجال الكهربائي عبر تقاطع B-C يجذب الإلكترونات. ينتهي المطاف بمعظم الإلكترونات بالفيضان في طرف المجمع لتوليد تيار ضخم. نظرًا لأن تدفق التيار الثقيل عبر طرف المجمع يمكن التحكم فيه بواسطة تيار صغير عبر طرف الباعث.

إذا لم يكن فرق الجهد عبر تقاطع BE قوياً ، فلن تتمكن الإلكترونات من الوصول إلى طرف المجمع ، لذلك لا يوجد تدفق للتيار عبر طرف المجمع. لهذا السبب ، يتم استخدام الترانزستور ثنائي القطب كمفتاح أيضًا. يعمل تقاطع PNP أيضًا بنفس المبدأ ، ولكن المحطة الأساسية مصنوعة من مادة من النوع N ومعظم ناقلات الشحن في ترانزستور PNP عبارة عن ثقوب.

مناطق BJT

يمكن تشغيل BJT من خلال ثلاث مناطق مثل النشاط والقطع والتشبع. تتم مناقشة هذه المناطق أدناه.

الترانزستور قيد التشغيل في المنطقة النشطة ، ثم يكون تيار المجمع مقارنًا ويتم التحكم فيه من خلال تيار القاعدة مثل IC = βIC. إنه غير حساس نسبيًا تجاه VCE. في هذه المنطقة ، يعمل كمكبر للصوت.

الترانزستور مغلق في منطقة القطع ، لذلك لا يوجد انتقال بين المطرافين مثل المجمع والباعث ، لذا IB = 0 لذا IC = 0.

الترانزستور قيد التشغيل في منطقة التشبع ، لذلك يتغير تيار المجمع بشكل أقل للغاية من خلال تغيير في تيار القاعدة. VCE صغير ويعتمد تيار المجمع بشكل أساسي على VCE وليس كما هو الحال في المنطقة النشطة.

خصائص BJT

ال خصائص BJT تشمل ما يلي.

• مقاومة i / p لـ BJT منخفضة بينما مقاومة o / p عالية.
• BJT هو مكون صاخب بسبب حدوث ناقلات شحن الأقلية
• BJT هو جهاز ثنائي القطب لأن تدفق التيار سيكون هناك بسبب كل من ناقلات الشحنة.
• السعة الحرارية لـ BJT منخفضة لأن تيار التدفق الخارج يعكس بخلاف ذلك تيار التشبع.
• المنشطات داخل محطة الباعث هي الحد الأقصى بينما في المحطة الأساسية منخفضة
• تعد مساحة محطة التجميع في BJT عالية مقارنة مع FET

أنواع BJT

يمكن تصنيف BJTs بناءً على بنائها مثل PNP و NPN.

الترانزستور PNP

في ترانزستور PNP ، بين طبقتين من أشباه الموصلات من النوع p ، يتم وضع طبقة أشباه الموصلات من النوع n فقط.

الترانزستور NPN

في ترانزستور NPN ، بين طبقتين من أشباه الموصلات من النوع N ، تكون طبقة أشباه الموصلات من النوع p فقط محصورة.

ما هو فيت؟

يشير مصطلح FET إلى ترانزستور تأثير المجال ويسمى أيضًا ترانزستور أحادي القطب. FET هو نوع واحد من الترانزستور ، حيث يتم التحكم في تيار o / p بواسطة الحقول الكهربائية. النوع الأساسي من FET يختلف تمامًا عن BJT. يتكون FET من ثلاث محطات هي محطات المصدر والصرف والبوابة. حاملات الشحنة لهذا الترانزستور عبارة عن ثقوب أو إلكترونات تتدفق من طرف المصدر إلى طرف الصرف عبر قناة نشطة. يمكن التحكم في تدفق ناقلات الشحنة عن طريق الجهد المطبق عبر طرفي المصدر والبوابة.

حقل التأثير الترانزستور

بناء FET

تصنف ترانزستورات التأثير الميداني إلى نوعين مثل JFET و MOSFET. هذان الترانزستورات لهما مبادئ متشابهة. يظهر أدناه بناء p-channel JFET. في ف قناة JFET ، تتدفق غالبية ناقلات الشحن من المصدر إلى الصرف. يتم الإشارة إلى محطات المصدر والصرف بواسطة S و D.

بناء FET

يتم توصيل طرف البوابة في وضع التحيز العكسي بمصدر الجهد بحيث يمكن تكوين طبقة نضوب عبر مناطق البوابة والقناة حيث تتدفق الشحنات. كلما زاد الجهد العكسي على طرف البوابة ، تزداد طبقة النضوب. لذلك يمكنها إيقاف تدفق التيار من طرف المصدر إلى طرف الصرف. لذلك ، من خلال تغيير الجهد عند طرف البوابة ، يمكن التحكم في تدفق التيار من طرف المصدر إلى طرف الصرف.

مناطق FET

تعمل FETs من خلال ثلاث مناطق مثل المنطقة المقطوعة والنشطة والأومية.

سيتم إيقاف تشغيل الترانزستور في منطقة القطع. لذلك لا يوجد توصيل بين المنبع وكذلك الصرف عندما يكون جهد مصدر البوابة أعلى مقارنة بجهد القطع. (المعرف = 0 لـ VGS> VGS ، إيقاف)

تُعرف المنطقة النشطة أيضًا باسم منطقة التشبع. في هذه المنطقة ، الترانزستور قيد التشغيل. يمكن التحكم في تيار التصريف من خلال VGS (جهد مصدر البوابة) وغير حساس نسبيًا لـ VDS. لذلك ، في هذه المنطقة ، يعمل الترانزستور كمكبر للصوت.

لذا ، المعرف = IDSS = (1- VGS / VGS ، إيقاف) 2

يتم تنشيط الترانزستور في المنطقة الأومية ، إلا أنه يعمل مثل VCR (المقاوم المتحكم فيه بالجهد). بمجرد أن يكون VDS منخفضًا مقارنة بالمنطقة النشطة ، يكون تيار التصريف مقارنًا تقريبًا بجهد استنزاف المصدر ويتم التحكم فيه من خلال جهد البوابة. لذا ، ID = IDSS

[2 (1- VGS / VGS ، إيقاف) (VDS / -VDS ، إيقاف) - (VDS / -VGS ، إيقاف) 2]

في هذه المنطقة،

RDS = VGS ، إيقاف / 2IDss (VGS- VGS ، إيقاف) = 1 / جم

أنواع FET

هناك نوعان رئيسيان من الترانزستورات ذات التأثير الميداني الوصلات مثل ما يلي.

JFET - ترانزستور تأثير مجال التقاطع

IGBT - ترانزستور تأثير حقل البوابة المعزول وهو معروف أكثر باسم MOSFET - ترانزستور تأثير مجال أشباه الموصلات بأكسيد المعادن)

خصائص FET

ال خصائص FET تشمل ما يلي.

• مقاومة الإدخال لـ FET عالية مثل 100 Mohm
• عند استخدام FET كمفتاح ، فلا يوجد لديه جهد إزاحة
• FET محمي نسبيًا من الإشعاع
• FET هو جهاز حامل غالبية.
• إنه مكون أحادي القطب ويوفر ثباتًا حراريًا عاليًا
• لديها ضوضاء منخفضة وأكثر ملاءمة لمراحل الإدخال لمكبرات الصوت منخفضة المستوى.
• يوفر ثباتًا حراريًا عاليًا مقارنةً بـ BJT.

الفرق بين BJT و FET

يتم إعطاء الفرق بين BJT و FET في شكل الجدول التالي.

الفرق الرئيسي بين BJT و FET

• ترانزستورات الوصلة ثنائية القطب هي أجهزة ثنائية القطب ، في هذا الترانزستور ، يوجد تدفق لكل من ناقلات شحن الأغلبية والأقلية.
• ترانزستورات التأثير الميداني هي أجهزة أحادية القطب ، في هذا الترانزستور ، لا يوجد سوى تدفقات حاملات الشحنة الأغلبية.
• الترانزستورات ثنائية القطب يتم التحكم فيها حاليًا.
• ترانزستورات التأثير الميداني يتم التحكم فيها بالجهد.
• في العديد من التطبيقات ، يتم استخدام FETs من الترانزستورات ثنائية القطب.
• تتكون ترانزستورات الوصلة ثنائية القطب من ثلاث محطات هي الباعث والقاعدة والمجمع. يتم الإشارة إلى هذه المحطات بواسطة E و B و C.
• يتكون الترانزستور ذو التأثير الميداني من ثلاث محطات هي المصدر والصرف والبوابة. يتم الإشارة إلى هذه المحطات بواسطة S و D و G.
• مقاومة المدخلات للترانزستورات ذات التأثير الميداني عالية مقارنة بترانزستورات الوصلة ثنائية القطب.
• يمكن تصنيع FETs أصغر بكثير لجعلها فعالة في تصميم الدوائر التجارية. في الأساس ، تتوفر FETs بأحجام صغيرة وتستخدم مساحة منخفضة على شريحة. تعد الأجهزة الصغيرة أكثر ملاءمة للاستخدام وسهلة الاستخدام. BJTs أكبر من FETs.
• تعتبر FETs بشكل خاص MOSFETs أكثر تكلفة في التصميم مقارنة مع BJTs.
• يتم استخدام FETs على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة ويمكن تصنيعها بحجم صغير وتستخدم مصدر طاقة أقل. BJTs قابلة للتطبيق في إلكترونيات الهوايات والإلكترونيات الاستهلاكية وتولد مكاسب عالية.
• توفر FETs العديد من الفوائد للأجهزة التجارية في الصناعات واسعة النطاق. بمجرد استخدامه في الأجهزة الاستهلاكية ، يتم تفضيلها نظرًا لحجمها ومعاوقة i / p العالية وعوامل أخرى.
• تستخدم إحدى أكبر شركات تصميم الرقائق مثل Intel FETs لتشغيل مليارات الأجهزة حول العالم.
• يحتاج BJT إلى كمية صغيرة من التيار لتشغيل الترانزستور. تبدد الحرارة على القطبين توقف العدد الإجمالي للترانزستورات التي يمكن تصنيعها على الرقاقة.
• عندما يتم شحن طرف 'G' الخاص بالترانزستور FET ، لا يلزم مزيد من التيار للحفاظ على تشغيل الترانزستور.
• إن BJT مسؤول عن ارتفاع درجة الحرارة بسبب معامل درجة الحرارة السلبي.
• يحتوي FET على معامل درجة حرارة + Ve لوقف ارتفاع درجة الحرارة.
• BJTs قابلة للتطبيق على تطبيقات التيار المنخفض.
• تنطبق FETS على تطبيقات الجهد المنخفض.
• FETs لها مكاسب منخفضة إلى متوسطة.
• BJTs لها تردد أقصى أعلى وتردد قطع أعلى.

لماذا يُفضل FET على BJT؟

• توفر ترانزستورات التأثير الميداني مقاومة عالية للمدخلات مقارنةً بـ BJTs. كسب FETs أقل بالمقارنة مع BJTs.
• يصدر FET ضوضاء أقل
• تأثير الإشعاع من FET أقل.
• جهد الإزاحة لـ FET هو صفر عند تيار استنزاف صفري ، وبالتالي فهو يجعل قاطع إشارة بارز.
• FETs أكثر استقرارًا في درجة الحرارة.
• هذه أجهزة حساسة للجهد بما في ذلك مقاومة عالية للمدخلات.
• تكون مقاومة المدخلات لـ FET أعلى ، لذا يفضل استخدامها مثل مرحلة i / p لمكبر صوت متعدد المراحل.
• فئة واحدة من ترانزستور تأثير المجال تنتج ضوضاء أقل
• تصنيع FET بسيط
• يستجيب FET مثل المقاوم المتغير المتحكم فيه بالجهد لقيم جهد صغيرة من الصرف إلى المصدر.
• هذه ليست حساسة للإشعاع.
• تعمل FETs على تبديد الطاقة العالية وكذلك يمكنها تبديل التيارات الكبيرة.

أيهما أسرع BJT أم FET؟

• بالنسبة لقيادة LED منخفضة الطاقة والأجهزة نفسها من MCU (وحدة التحكم الصغيرة) ، تعتبر BJTs مناسبة جدًا لأن BJTs يمكنها التبديل بشكل أسرع مقارنةً بـ MOSFET بسبب السعة المنخفضة على دبوس التحكم.
• تُستخدم MOSFETs في التطبيقات عالية الطاقة حيث يمكنها التبديل بشكل أسرع مقارنةً بـ BJTs.
• تستخدم MOSFETs محاثات صغيرة داخل إمدادات وضع التبديل لزيادة الكفاءة.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالمقارنة بين BJT و FET ، بما في ذلك ما هو BJT و FET ، وبناء BJT ، وبناء FET ، والاختلافات بين BJT و FET. تم تطوير كل من الترانزستورات مثل BJT و FET من خلال مواد أشباه الموصلات المختلفة مثل النوع P وكذلك النوع N. يتم استخدام هذه في تصميم المفاتيح ومكبرات الصوت وكذلك المذبذبات. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم أو مشاريع الإلكترونيات الرجاء التعليق في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي تطبيقات BJT و FET؟

اعتمادات الصورة:

• BJT ibiblio
• بناء BJT ويكيميديا
• FET اليوم
• بناء FET قطب كهربائي