ما هي الاختلافات بين BJT و MOSFET؟

الترانزستورات BJT & MOSFET عبارة عن أجهزة إلكترونية شبه موصلة تعطي إشارة كهربائية كبيرة متغيرة o / p للتغيرات الصغيرة في إشارات i / p الصغيرة. بسبب هذه الميزة ، يتم استخدام هذه الترانزستورات إما كمفتاح أو مكبر للصوت. تم إصدار أول ترانزستور في عام 1950 ويمكن اعتباره أحد أهم الاختراعات في القرن العشرين. إنه يطور الجهاز بسرعة وأيضًا أنواع مختلفة من الترانزستورات قدم. النوع الأول من الترانزستور هو BJT (ترانزستور تقاطع ثنائي القطب) و MOSFET (أشباه موصلات أكسيد المعادن حقل التأثير الترانزستور ) هو نوع آخر من الترانزستور تم تقديمه لاحقًا. لفهم هذا المفهوم بشكل أفضل ، تقدم هذه المقالة هنا الفرق الرئيسي بين BJT و MOSFET.

ما هو BJT؟

الترانزستور ثنائي القطب هو أحد أنواع أجهزة أشباه الموصلات ، وفي الأيام الخوالي ، تُستخدم هذه الأجهزة بدلاً من الأنابيب المفرغة. BJT هو جهاز يتم التحكم فيه حاليًا حيث يكون o / p للمحطة الأساسية أو محطة الإرسال هي دالة للتيار في طرف القاعدة. بشكل أساسي ، يتم تحديد تشغيل ترانزستور BJT بالتيار عند طرف القاعدة. يتكون هذا الترانزستور من ثلاثة أطراف هي الباعث والقاعدة والمجمع. في الواقع ، BJT عبارة عن قطعة من السيليكون تشتمل على ثلاث مناطق وتقاطعات. يطلق على المنطقتين اسم تقاطع P وتقاطع N.

ناقل ثنائي القطب

هناك نوعان من الترانزستورات وهما PNP و NPN . الفرق الرئيسي بين BJT و MOSFET هو حاملات الشحن الخاصة بهم. في ترانزستور PNP ، يشير P إلى موجب وحاملات الشحنة الأغلبية عبارة عن ثقوب بينما في ترانزستور NPN ، يرمز N إلى سالب وحاملات الشحنة الأغلبية هي إلكترونات. إن مبادئ تشغيل هذه الترانزستورات متساوية عمليًا والفرق الرئيسي هو التحيز وكذلك قطبية مصدر الطاقة لكل نوع. BJTs مناسبة للتطبيقات الحالية المنخفضة مثل أغراض التبديل.

رمز BJT

مبدأ عمل BJT

تضمن مبدأ العمل لـ BJT استخدام الجهد بين المحطتين مثل القاعدة والباعث لتنظيم تدفق التيار عبر طرف المجمع. على سبيل المثال ، يتم عرض تكوين الباعث المشترك في الشكل أدناه.

ثنائي القطب تقاطع الترانزستور العمل

يؤثر التغيير في الجهد على التيار الداخل في محطة القاعدة وهذا التيار ، بدوره ، سيؤثر على تيار o / p المسمى. من خلال هذا ، يتضح أن تيار الإدخال يتحكم في تدفق تيار o / p. لذلك هذا الترانزستور هو جهاز يتم التحكم فيه حاليًا. يرجى اتباع الرابط أدناه لمعرفة المزيد عن التخصص الفرق بين BJT و FET .

ما هو MOSFET

MOSFET هو نوع واحد من FET (ترانزستور تأثير المجال) ، والذي يتكون من ثلاث محطات هي البوابة والمصدر والصرف. هنا ، يتم التحكم في تيار التصريف بواسطة جهد طرف البوابة ، لذلك ، هذه الترانزستورات أجهزة التحكم في الجهد .

موسفيت

تتوفر هذه الترانزستورات في 4 أنواع مختلفة مثل قناة P أو قناة N مع وضع تحسين أو وضع استنفاد. يتم تصنيع محطات المصدر والصرف من أشباه الموصلات من النوع N لـ MOSFETs ذات القناة N وبشكل متساوٍ لأجهزة القناة P. بوابة البوابة مصنوعة من المعدن ومنفصلة عن أطراف المصدر والصرف باستخدام أكسيد معدني. هذا العزل جذور انخفاض استهلاك الطاقة وهو فائدة في هذا الترانزستور. لذلك ، يتم استخدام هذا الترانزستور حيث يتم استخدام وحدات MOSFET للقناة p و n ككتل بناء لتقليل استهلاك الطاقة مثل منطق CMOS الرقمي .

يتم تصنيف MOSFETs إلى نوعين مثل وضع التحسين ووضع الاستنفاد

وضع النضوب: عندما يكون الجهد على الطرف 'G’- منخفضًا ، فإن القناة تظهر أقصى توصيل لها. نظرًا لأن الجهد على الطرف 'G’- موجب أو سالب ، عندئذٍ سيتم تقليل توصيل القناة.

وضع التحسين: عندما يكون الجهد على طرف 'G’-terminal منخفضًا ، فإن الجهاز لا يعمل. عندما يتم تطبيق المزيد من الجهد على طرف البوابة ، تكون موصلية هذا الجهاز جيدة.

يرجى اتباع الرابط أدناه لمعرفة المزيد عن ما هو MOSFET مع العمل؟

مبدأ العمل من MOSFET

يعتمد عمل MOSFET على MOS (مكثف أكسيد معدني) وهو الجزء الأساسي من MOSFET. تقدم طبقة الأكسيد ، بين المحطتين مثل المصدر والصرف. من خلال تطبيق جهد البوابة + Ve أو –Ve ، يمكننا الضبط من النوع p إلى النوع n. عندما يتم تطبيق جهد + V على طرف البوابة ، يتم دفع الثقوب الموجودة أسفل طبقة الأكسيد بقوة طاردة والثقوب لأسفل عبر الركيزة. منطقة الانحراف التي تشغلها الشحنات المرتبطة بالذرات المستقبلة.

مخطط كتلة MOSFET

الاختلافات بين BJT و MOSFET

تتم مناقشة الفرق بين BJT و MOSFET في شكل جدول أدناه. لذلك تتم مناقشة أوجه التشابه بين BJT و MOSFET أدناه.

الفرق بين BJT و MOSFET

الاختلافات الرئيسية بين BJT و MOSFET

تمت مناقشة الاختلافات الرئيسية بين ترانزستورات BJT و MOSFET أدناه.

• BJT هو ترانزستور تقاطع ثنائي القطب بينما MOSFET هو أشباه موصلات من أكسيد معدني حقل التأثير الترانزستور .
• يحتوي BJT على ثلاث محطات هي القاعدة والباعث والمجمع ، بينما يحتوي MOSFET على ثلاث محطات هي المصدر والصرف والبوابة.
• تُستخدم BJT للتطبيقات الحالية المنخفضة ، بينما يتم استخدام MOSFET للتطبيقات العالية تطبيقات الطاقة .
• في الوقت الحاضر ، في الدوائر التناظرية والرقمية ، يتم التعامل مع الترانزستورات العضوية الثابتة لتكون أكثر شيوعًا من BJTS.
• يعتمد عمل BJT على التيار عند طرف القاعدة ويعتمد عمل MOSFET على الجهد في القطب الكهربائي للبوابة المعزولة بأكسيد.
• BJT هو جهاز يتم التحكم فيه حاليًا و MOSFET عبارة عن جهاز يتم التحكم فيه بالجهد.
  تستخدم MOSFETs أكثر من BJTs في معظم التطبيقات
• هيكل MOSFET أكثر تعقيدًا من BJT

أيهما أفضل مكبر للصوت BJT أم MOSFET؟

يتضمن كل من BJT و MOSFET ميزات فريدة ومزاياها وعيوبها. لكن لا يمكننا تحديد أيهما جيد في BJT & MOSFET لأن الأمر ذاتي للغاية. ولكن قبل اختيار BJT أو MOSFET ، هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها مثل مستوى الطاقة والكفاءة وجهد المحرك والسعر وسرعة التحويل وما إلى ذلك.

عادة ، يتم استخدام MOSFET في إمدادات الطاقة بشكل أكثر كفاءة لأن عمل MOSFET يكون أسرع بسبب استخدام أكسيد المعدن بصرف النظر عن BJT. هنا ، يعتمد BJT على مزيج ثقب الإلكترون.
تعمل MOSFET بطاقة منخفضة بمجرد التبديل على تردد عالٍ لأنها تتمتع بسرعة تحويل سريعة ، لذا فهي تقود من خلال تأثير المجال المتحكم فيه بأكسيد الشبكة ولكن ليس من خلال إعادة تركيب إلكترون أو ثقب مثل BJT في MOSFET ، تكون الدائرة مثل التحكم في البوابة أبسط جدًا
هناك العديد من الأسباب التي تبرز

خسائر توصيل أقل

يتضمن ترانزستور الوصلة ثنائي القطب انخفاضًا ثابتًا في جهد التشبع مثل 0.7 فولت ، في حين تشتمل MOSFET على مقاومة عند 0.001 أوم تؤدي إلى فقد أقل للطاقة.

مقاومة عالية للإدخال

يستخدم ترانزستور الوصل ثنائي القطب تيارًا أساسيًا منخفضًا لتشغيل تيار مجمع أكبر. وهم يؤدون مثل مكبر الصوت الحالي. MOSFET هو جهاز يتم التحكم فيه بالجهد ولا يشمل تيار البوابة تقريبًا. تعمل البوابة كمكثف ذو قيمة وهي فائدة كبيرة في تطبيقات التحويل والتيار العالي لأن اكتساب الطاقة BJTs متوسط ​​إلى منخفض ، مما يتطلب تيارات أساسية عالية لإنتاج تيارات عالية.

المساحة التي تشغلها MOSFET أقل بالمقارنة مع BJT مثل 1/5. عملية BJT ليست بسيطة بالمقارنة مع MOSFET. لذلك يمكن تصميم FET بسهولة شديدة ويمكن استخدامه كعناصر سلبية بدلاً من مكبرات الصوت.

لماذا MOSFET أفضل من BJT؟

هناك العديد من الفوائد لاستخدام MOSFET بدلاً من BJT مثل ما يلي.

MOSFET سريع الاستجابة مقارنةً بـ BJT لأن غالبية ناقلات الشحن في MOSFET هي التيار. لذلك يتم تنشيط هذا الجهاز بسرعة كبيرة مقارنة بجهاز BJT. وبالتالي ، يستخدم هذا بشكل أساسي لتبديل قوة SMPS.

لا تخضع MOSFET لتغييرات كبيرة ، بينما في BJT ، سيتغير تيار المجمع بسبب تغيرات درجة الحرارة ، والجهد الأساسي للمرسل ، والكسب الحالي. ومع ذلك ، لم يتم العثور على هذا التغيير الهائل داخل MOSFET لأنها حامل شحن أغلبية.

مقاومة المدخلات لـ MOSFET عالية جدًا مثل نطاق ميغا أوم بينما تتراوح مقاومة مدخلات BJT في نطاق كيلو أوم. لذلك ، فإن صناعة MOSFET مثالية للغاية للدوائر القائمة على مكبر الصوت.

بالمقارنة مع BJTs ، فإن دوائر MOSFET لديها ضوضاء أقل. هنا يمكن تعريف الضوضاء على أنها التطفل العشوائي داخل الإشارة. بمجرد استخدام الترانزستور لزيادة الإشارة ، ستبدأ عملية الترانزستور الداخلية بعضًا من هذا التداخل العرضي. بشكل عام ، تُدخل BJTs ضوضاء هائلة في الإشارة مقارنةً بوحدات MOSFET. لذا ، فإن الدوائر MOSFETs مناسبة لمعالجة الإشارة ، وإلا فإن مضخمات الجهد.

حجم MOSFET صغير جدًا بالمقارنة مع BJTs. لذلك يمكن ترتيب هذه في مساحة أقل. لهذا السبب ، يتم استخدام MOSFETs داخل معالجات الكمبيوتر والرقائق. لذلك ، فإن تصميم MOSFETs بسيط جدًا مقارنةً بـ BJTs.

معامل درجة حرارة BJT و FET

معامل درجة حرارة MOSFET موجب للمقاومة وهذا سيجعل العملية المتوازية لـ MOSFET سهلة للغاية. في المقام الأول ، إذا نقلت MOSFET تيارًا مضخمًا ، فمن السهل جدًا تسخينها ، وتزيد من مقاومتها ، وتتسبب في انتقال هذا التيار إلى أجهزة أخرى على التوازي.

معامل درجة الحرارة لـ BJT سالب ، لذا فإن المقاومات ضرورية خلال العملية المتوازية لترانزستور الوصلة ثنائي القطب.

لا يحدث الانهيار الثانوي للـ MOSFET لأن معامل درجة الحرارة لهذا موجب. ومع ذلك ، فإن ترانزستورات الوصلة ثنائية القطب لها معامل درجة حرارة سالب ، لذا فإنها تؤدي إلى انهيار ثانوي.

مزايا BJT على MOSFET

ال مزايا BJT على MOSFET تشمل ما يلي.

• تعمل BJTs بشكل أفضل في ظروف التحميل العالية وترددات أعلى مقارنةً بـ MOSFETS
• تتمتع BJTs بدقة أعلى وكسب أفضل في المناطق الخطية كما تم تقييمها باستخدام MOSFETs.
• بالمقارنة مع MOSFETS ، فإن BJTS أسرع جدًا بسبب السعة المنخفضة على دبوس التحكم. لكن MOSFET أكثر تحملاً للحرارة ويمكنه محاكاة المقاوم الجيد.
• تعد BJTs خيارًا جيدًا جدًا لتطبيقات الجهد والطاقة المنخفضة

ال عيوب BJT تشمل ما يلي.

• يؤثر بالإشعاع
• يولد المزيد من الضوضاء
• لديها استقرار حراري أقل
• التحكم الأساسي في BJT معقد للغاية
• تردد التبديل هو تحكم معقد منخفض وعالي
• وقت تبديل BJT منخفض مقارنة بالجهد والتيار بتردد تناوب عالٍ.

مزايا وعيوب MOSFET

ال مزايا MOSFET تشمل ما يلي.

• حجم أقل
• التصنيع بسيط
• مقاومة المدخلات عالية بالمقارنة مع JFET
• إنه يدعم التشغيل عالي السرعة
• استهلاك الطاقة منخفض بحيث يمكن السماح بمزيد من المكونات لكل شريحة خارج المنطقة
• يتم استخدام MOSFET مع نوع التحسين في الدوائر الرقمية
• لا يحتوي على صمام بوابة ، لذلك من الممكن العمل من خلال جهد بوابة موجب سالب
• يتم استخدامه على نطاق واسع بالمقارنة مع JFET
• مقاومة الصرف لـ MOSFET عالية بسبب مقاومة القناة المنخفضة

ال عيوب MOSFET تشمل ما يلي.

• تشمل عيوب MOSFET ما يلي.
• عمر MOSFET منخفض
• المعايرة المتكررة مطلوبة لقياس الجرعة بدقة
• لديهم ضعف شديد في الجهد الزائد لذلك يجب أن يكون التعامل الخاص ضروريًا بسبب التثبيت

وبالتالي ، فإن كل هذا يتعلق بالفرق بين BJT و MOSFET والذي يتضمن ما هو BJT و MOSFET ، مبادئ العمل ، أنواع MOSFET والاختلافات. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، فإن أي شكوك بخصوص هذا المفهوم أو مشاريع كهربائية وإلكترونية ، يرجى إبداء ملاحظاتك عن طريق التعليق في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي خصائص BJT و MOSFET؟