ההבדל העיקרי - BJT לעומת FET

BJT (טרנזיסטורים צומת דו קוטבית) ו FET (טרנזיסטורים של אפקט שדה) הם שני סוגים שונים של טרנזיסטורים. טרנזיסטורים הם מכשירים מוליכים למחצה שיכולים לשמש כמגברים או מתגים במעגלים אלקטרוניים. ה ההבדל העיקרי בין BJT ל- FET זה BJT הוא סוג של טרנזיסטור דו קוטבי כאשר הזרם כרוך בזרימה של נושאי רוב ומיעוט. בניגוד, FET הוא סוג של טרנזיסטור חד קוטבי שבו זורמים רק רוב הספקים.

מהו BJT

BJT מורכב משני צומת p-n. בהתאם למבנה שלהם, BJT מסווגים לסוגי npn ו- pnp. ב- npn BJTs, חתיכה קטנה ומוסמכת קלות של מוליכים למחצה מסוג p מוצבת בין שני מוליכים למחצה מסוג n מסובך בכבדות. לעומת זאת, BJT pnp נוצר על ידי הכנסת מוליכים למחצה מסוג n בין מוליכים למחצה מסוג p. הבה נבחן כיצד פועל BJT npn.

המבנה של BJT מוצג להלן. אחד המוליכים למחצה מסוג n נקרא פולט (מסומן ב- E), בעוד שאר המוליכים למחצה מסוג n נקראים אַסְפָן (מסומן ב- C). אזור מסוג p נקרא בסיס (מסומן ב- B).

המבנה של npn BJT

מתח גדול מחובר בהטיה הפוכה על פני הבסיס והאספן. זה גורם להיווצרות אזור דלדול גדול על פני צומת אספן הבסיס, עם שדה חשמלי חזק שמונע מהחורים מהבסיס לזרום לאספן. כעת, אם הפולט והבסיס מחוברים בהטיה קדימה, אלקטרונים יכולים לזרום בקלות מהפולט לבסיס. כאשר הם מגיעים לשם, חלק מהאלקטרונים מתאחדים עם חורים בבסיס, אך מכיוון שהשדה החשמלי החזק על פני צומת אספן הבסיס מושך אלקטרונים, רוב האלקטרונים בסופו של דבר מציפים לתוך הקולט ויוצרים זרם גדול. מכיוון שניתן לשלוט בזרימת הזרם (הגדולה) דרך הקולט על ידי הזרם (הקטן) דרך הפולט, ה- BJT יכול לשמש כמגבר. בנוסף, אם הפרש הפוטנציאל על פני צומת הבסיס-פולט אינו חזק מספיק, אלקטרונים אינם מסוגלים להיכנס לאספן ולכן זרם לא יזרום דרך הקולט. מסיבה זו, ניתן להשתמש ב- BJT גם כמתג.

צומת pnp פועלים על פי עיקרון דומה, אך במקרה זה הבסיס עשוי מחומר מסוג n ורוב נושאי החורים הם חורים.

מהו FET

ישנם שני סוגים עיקריים של FETs: טרנזיסטור אפקט שדה צומת (JFET) וטרנזיסטור אפקט שדה מוליך למחצה מתכת תחמוצת (MOSFET). יש להם עקרונות עבודה דומים, אם כי ישנם גם כמה הבדלים. כיום נעשה שימוש נפוץ יותר ב- MOSFET מאשר ב- JFETS. הדרך שבה עובד MOSFET הוסברה במאמר זה, אז כאן נתמקד בפעולה של JFET.

בדיוק כמו BJT מגיעים בסוגי npn ו- pnp, JFETS מגיעים גם בסוגים n-channel ו- p-channel. כדי להסביר כיצד JFET פועל, נבחן JFET בערוץ p:

סכמטי של JFET ערוץ p

במקרה זה, "חורים" זורמים מהמסוף (המסומן ב- S) אל לנקז מסוף (מסומן ב- D). השער מחובר למקור מתח בהטיה הפוכה כך שנוצרת שכבת דלדול לרוחב השער ואזור הערוץ אליו זורמים מטענים. כאשר המתח ההפוך על השער גדל, שכבת הדלדול גדלה. אם המתח ההפוך הופך גדול מספיק, שכבת הדלדול יכולה לגדול עד כדי כך שהיא יכולה "לצבוט" ולעצור את זרימת הזרם מהמקור אל הניקוז. לכן, על ידי שינוי המתח בשער, ניתן לשלוט בזרם מהמקור אל הניקוז.

ההבדל בין BJT ל- FET

דו קוטבי מול חד קוטבי

BJT הם מכשירים דו קוטביים, שבה יש זרימה של נושאי רוב ומיעוט כאחד.

FETs הם מכשירים חד קוטביים, שבו רק רוב הספקים זורמים.

לִשְׁלוֹט

BJT הם מכשירים הנשלטים על ידי זרם.

FETs הם מכשירים הנשלטים על מתח.

להשתמש

FETs משמשים לעתים קרובות יותר BJT בתחום האלקטרוניקה המודרנית.

מסופי טרנזיסטור

מסופים של א BJT נקראים פולט, בסיס ואספן

הטרמינלים של FET נקראים מקור, תבואה ושער.

עַכָּבָּה

FETs בעלי עכבת כניסה גבוהה יותר בהשוואה ל BJT. לכן, FETs מניבים רווחים גדולים יותר.

באדיבות התמונה:

"הפעולה הבסיסית של BJT NPN במצב פעיל" על ידי Inductiveload (ציור משלו, בוצע ב- Inkscape) [Public Domain], באמצעות ויקימדיה

"תרשים זה של טרנזיסטור אפקט שדה צומת שדות צומת (JFET)…" מאת Rparle ב- en.wikipedia (הועבר מ- en.wikipedia ל- Commons על ידי משתמש: Wdwd באמצעות CommonsHelper) [CC BY-SA 3.0], באמצעות ויקימדיה