BJTとFETの主な違いを知る

BJTとFETの主な違いを知る

BJTとFETは2つの異なる トランジスタの種類 アクティブとも呼ばれます 半導体デバイス 。 BJTの頭字語はバイポーラ接合トランジスタであり、FETは電界効果トランジスタの略です。 BJTSおよびFETは、動作周波数、電流、電圧、および電力定格に基づいて、さまざまなパッケージで提供されます。これらのタイプのデバイスを使用すると、作業をより高度に制御できます。 BJTSおよびFETは、電気および電気のスイッチおよび増幅器として使用できます。 電子回路 。 BJTとFETの主な違いは、 電界効果トランジスタ 多数派の電荷キャリアのみが流れますが、BJTでは多数派と少数派の両方の電荷キャリアが流れます。



BJTとFETの違い

BJTとFETの主な違いについては、BJTとFETとは何か、BJTとFETの構造と動作を含めて以下で説明します。


BJTとは何ですか?

BJTは、多数派と少数派の両方の電荷キャリアを使用するトランジスタの一種です。これらの半導体デバイスには、PNPとNPNの2種類があります。このトランジスタの主な機能は、電流を増幅することです。これら トランジスタはとして使用することができます スイッチとアンプ。 BJTの用途には、テレビ、携帯電話、コンピューター、無線送信機、オーディオアンプ、産業用制御などの電子機器が含まれます。





バイポーラ接合トランジスタ

バイポーラ接合トランジスタ

BJTの建設

バイポーラ接合トランジスタは、2つのp-n接合で構成されています。 BJTの構造に応じて、これらは次の2つのタイプに分類されます。 PNPとNPN 。 NPNトランジスタでは、低濃度にドープされたP型半導体が2つの高濃度にドープされたN型半導体の間に配置されます。同様に、PNPトランジスタは、P型半導体の間にN型半導体を配置することによって形成されます。 BJTの構造を以下に示します。以下の構造のエミッタ端子とコレクタ端子はn型およびp型半導体と呼ばれ、「E」および「C」で示されます。残りのコレクタ端子は「B」で示されるp型半導体と呼ばれます。



BJTの建設

BJTの建設

ベース端子とコレクタ端子の両方に逆バイアスモードで高電圧が接続されている場合。これは、B末端からC末端への正孔を阻止する強い電界とともに、BE接合を横切って形成する高空乏領域を根付かせます。 E端子とB端子が順方向バイアスで接続されている場合、電子の流れはエミッタ端子からベース端子になります。

ベース端子では、一部の電子が正孔と再結合しますが、B-C接合を横切る電界が電子を引き付けます。ほとんどの電子は最終的にコレクタ端子にオーバーフローして巨大な電流を生成します。コレクタ端子を流れる大電流は、エミッタ端子を流れる小電流で制御できるためです。


BE接合の両端の電位差が大きくない場合、電子はコレクタ端子に入ることができないため、コレクタ端子を流れる電流はありません。このため、スイッチとしてもバイポーラ接合トランジスタを使用しています。 PNP接合も同じ原理で動作しますが、ベース端子はN型材料で作られ、PNPトランジスタの電荷キャリアの大部分は正孔です。

BJTの地域

BJTは、アクティブ、カットオフ、飽和の3つの領域で動作できます。これらの領域については、以下で説明します。

トランジスタは非アクティブ領域でオンになり、コレクタ電流は比較され、IC =βICのようにベース電流によって制御されます。 VCEに対しては比較的鈍感です。この領域では、アンプとして機能します。

トランジスタはカットオフ領域でオフになっているため、コレクタとエミッタのように2つの端子間で伝送が行われないため、IB = 0、IC = 0になります。

トランジスタは飽和領域でオンになっているため、ベース電流内の変化によるコレクタ電流の変化は非常に少なくなります。 VCEは小さく、コレクタ電流は主にアクティブ領域とは異なりVCEに依存します。

BJTの特性

ザ・ BJTの特徴 以下のものが含まれます。

  • BJTのi / pインピーダンスは低く、o / pインピーダンスは高くなっています。
  • BJTは、少数の電荷キャリアが発生するため、ノイズの多いコンポーネントです。
  • BJTは、両方の電荷キャリアのために電流が流れるため、バイポーラデバイスです。
  • 流出電流が飽和電流を逆転させるため、BJTの熱容量は低くなります。
  • エミッター端子内のドーピングは最大ですが、ベース端子内のドーピングは低いです
  • BJTのコレクタ端子面積はFETに比べて大きい

BJTの種類

BJTの分類は、PNPやNPNなどの構造に基づいて行うことができます。

PNPトランジスタ

PNPトランジスタでは、2つのp型半導体層の間にn型半導体層のみが挟まれています。

NPNトランジスタ

NPNトランジスタでは、2つのN型半導体層の間にp型半導体層のみが挟まれています。

FETとは何ですか?

FETという用語は電界効果トランジスタの略で、ユニポーラトランジスタとも呼ばれます。 FETはトランジスタの一種で、o / p電流は電界によって制御されます。基本的なタイプのFETはBJTとはまったく異なります。 FETは、ソース端子、ドレイン端子、ゲート端子の3つの端子で構成されています。このトランジスタの電荷キャリアは正孔または電子であり、アクティブチャネルを介してソース端子からドレイン端子に流れます。この電荷キャリアの流れは、ソース端子とゲート端子の間に印加される電圧によって制御できます。

電界効果トランジスタ

電界効果トランジスタ

FETの構築

電界効果トランジスタは、JFETとMOSFETの2種類に分類されます。これらの2つのトランジスタの原理は似ています。 pチャネルJFETの構造を以下に示します。に pチャネルJFET 、電荷キャリアの大部分はソースからドレインに流れます。ソース端子とドレイン端子はSとDで示されます。

FETの構築

FETの構築

ゲート端子は逆バイアスモードで電圧源に接続されているため、ゲートの領域と電荷が流れるチャネルの間に空乏層を形成できます。ゲート端子の逆電圧が増加するたびに、空乏層が増加します。そのため、ソース端子からドレイン端子への電流の流れを止めることができます。したがって、ゲート端子の電圧を変更することにより、ソース端子からドレイン端子への電流の流れを制御することができます。

FETの領域

FETは、カットオフ、アクティブ、オーミック領域などの3つの領域で動作します。

カットオフ領域でトランジスタがオフになります。したがって、ゲート-ソースの電圧がカットオフ電圧と比較して高い場合、ソースとドレインの間に導通はありません。 (VGS> VGSの場合はID = 0、オフ)

アクティブ領域は、飽和領域とも呼ばれます。この領域では、トランジスタがオンになっています。ドレイン電流の制御は、VGS(ゲート-ソース間電圧)を介して行うことができ、VDSの影響を比較的受けません。したがって、この領域では、トランジスタは増幅器として機能します。

したがって、ID = IDSS =(1- VGS / VGS、オフ)2

トランジスタはオーミック領域でアクティブになりますが、VCR(電圧制御抵抗)のように動作します。 VDSがアクティブ領域と比較して低くなると、ドレイン電流はソース-ドレイン電圧に対してほぼ比較され、ゲート電圧によって制御されます。したがって、ID = IDSS

[2(1- VGS / VGS、オフ)(VDS / -VDS、オフ)-(VDS / -VGS、オフ)2]

この地域では、

RDS = VGS、オフ/ 2IDss(VGS- VGS、オフ)= 1 / gm

FETの種類

接合電界効果トランジスタには、主に次の2種類があります。

JFET- 接合型電界効果トランジスタ

IGBT – 絶縁ゲート電界効果トランジスタであり、より一般的にはMOSFET –金属酸化物半導体電界効果トランジスタとして知られています)

FETの特性

ザ・ FETの特性 以下のものが含まれます。

  • FETの入力インピーダンスは100MOhmのように高い
  • FETをスイッチとして使用する場合、オフセット電圧はありません。
  • FETは放射線から比較的保護されています
  • FETは多数キャリアデバイスです。
  • ユニポーラコンポーネントであり、高い熱安定性を提供します
  • ノイズが少なく、低レベルアンプの入力段に適しています。
  • BJTと比較して高い熱安定性を提供します。

BJTとFETの違い

BJTとFETの違いは、次の表形式で示されています。

BJT

FET

BJTはバイポーラ接合トランジスタの略で、バイポーラコンポーネントです。FETは電界効果トランジスタの略で、ユニジャンクショントランジスタです。
BJTには、ベース、エミッタ、コレクタの3つの端子がありますFETには、ドレイン、ソース、ゲートの3つの端子があります。
BJTの動作は、主に多数派と少数派の両方の電荷キャリアに依存しますFETの動作は、主に正孔または電子のいずれかの大部分の電荷キャリアに依存します
このBJTの入力インピーダンスは1Kから3Kの範囲であるため、非常に小さくなります。FETの入力インピーダンスが非常に大きい
BJTは電流制御デバイスですFETは電圧制御デバイスです
BJTにノイズがありますFETのノイズが少ない
BJTの周波数変化はその性能に影響を与えますその周波数応答は高いです
温度によりますその熱安定性はより良いです
低コストです高いです
BJTサイズはFETと比較して大きいFETサイズが小さい
オフセット電圧がありますオフセット電圧はありません
BJTゲインはもっとFETゲインが少ない
ゲインが高いため出力インピーダンスが高いゲインが低いため、出力インピーダンスが低い
エミッタ端子と比較して、ベースとコレクタのようなBJTの両方の端子はより正です。

ソースと比較して、そのドレイン端子は正で、ゲート端子は負です。
そのベース端子は、エミッタ端子に対して負です。そのゲート端子は、ソース端子に対してより負です。
それは高い電圧利得を持っています電圧ゲインが低い
電流ゲインが少ない電流利得が高い
BJTのスイッチング時間は中程度ですFETのスイッチング時間が速い
BJTのバイアスは簡単ですFETのバイアスが難しい
BJTはより少ない量の電流を使用しますFETはより少ない電圧を使用します
BJTは低電流アプリケーションに適用できます。FETは低電圧アプリケーションに適用できます。
BJTは高電力を消費しますFETは低電力を消費します
BJTの温度係数は負ですBJTは正の温度係数を持っています

BJTとFETの主な違い

  • バイポーラ接合トランジスタはバイポーラデバイスであり、このトランジスタには、多数派と少数派の両方の電荷キャリアの流れがあります。
  • 電界効果トランジスタはユニポーラデバイスであり、このトランジスタでは、大部分の電荷キャリアのみが流れます。
  • バイポーラ接合トランジスタ 電流制御されています。
  • 電界効果トランジスタは電圧制御されています。
  • 多くのアプリケーションでは、バイポーラ接合トランジスタよりもFETが使用されています。
  • バイポーラ接合トランジスタは、エミッタ、ベース、コレクタの3つの端子で構成されています。これらの端子は、E、B、およびCで示されます。
  • 電界効果トランジスタは、ソース、ドレイン、ゲートの3つの端子で構成されています。これらの端子は、S、D、およびGで表されます。
  • 電界効果トランジスタの入力インピーダンスは、バイポーラ接合トランジスタに比べて高くなっています。
  • FETの製造は非常に小さく行うことができ、商用回路の設計で効率的になります。基本的に、FETは小さなサイズで入手可能であり、チップ上のスペースを少なく使用します。小さいデバイスは使いやすく、ユーザーフレンドリーです。 BJTはFETよりも大きいです。
  • FET、特にMOSFETは、BJTと比較して設計コストが高くなります。
  • FETはさまざまなアプリケーションでより広く使用されており、これらは小さなサイズで製造でき、より少ない電源を使用します。 BJTは、ホビーエレクトロニクス、家電製品に適用でき、高いゲインを生み出します。
  • FETは、大規模産業の商用デバイスにいくつかの利点を提供します。民生用デバイスで使用されると、サイズ、高いi / pインピーダンス、およびその他の要因のために、これらが好まれます。
  • Intelのような最大のチップ設計会社の1つは、FETを使用して世界中の何十億ものデバイスに電力を供給しています。
  • BJTは、トランジスタをオンにするために少量の電流を必要とします。バイポーラで放散される熱は、チップ上に製造できるトランジスタの総数を停止します。
  • FETトランジスタの「G」端子が充電されると、トランジスタをオンに保つために電流は必要ありません。
  • BJTは、負の温度係数による過熱の原因となります。
  • FETには、過熱を停止するための+ Ve温度係数があります。
  • BJTは低電流アプリケーションに適用できます。
  • FETは低電圧アプリケーションに適用できます。
  • FETのゲインは低から中程度です。
  • BJTは、最大周波数とカットオフ周波数が高くなります。

なぜFETがBJTよりも優先されるのですか?

  • 電界効果トランジスタは、BJTと比較して高い入力インピーダンスを提供します。 FETのゲインはBJTと比較して小さくなります。
  • FETはより少ないノイズを生成します
  • FETの放射効果は少ないです。
  • FETのオフセット電圧は、ドレイン電流がゼロのときにゼロであるため、優れた信号チョッパーになります。
  • FETはより温度安定性があります。
  • これらは、高入力インピーダンスを含む電圧に敏感なデバイスです。
  • FETの入力インピーダンスが高いため、多段増幅器よりもi / p段のように使用することをお勧めします。
  • あるクラスの電界効果トランジスタは、より少ないノイズを生成します
  • FETの製造は簡単です
  • FETは、ドレインからソースへの小さな電圧値に対して、電圧制御可変抵抗器のように応答します。
  • これらは放射線に敏感ではありません。
  • パワーFETは高電力を消費するだけでなく、大電流を切り替えることができます。

Faster BJTとFETのどちらですか?

  • 低電力LED駆動およびMCU(マイクロコントローラーユニット)の同じデバイスの場合、BJTは、制御ピンの静電容量が小さいため、MOSFETに比べてすばやく切り替えることができるため、非常に適しています。
  • MOSFETは、BJTと比較してより高速に切り替えることができるため、高電力アプリケーションで使用されます。
  • MOSFETは、スイッチモード電源内の小さなインダクタを利用して効率を高めます。

したがって、これはすべてBJTとFETの比較に関するものであり、BJTとFETとは何か、BJTの構築、FETの構築、BJTとFETの違いが含まれます。 BJTやFETのようなトランジスタはどちらも、P型やN型などのさまざまな半導体材料を介して開発されました。これらは、スイッチ、アンプ、および発振器の設計に利用されます。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関する質問や エレクトロニクスプロジェクト 以下のコメントセクションにコメントしてください。ここにあなたへの質問があります、BJTとFETのアプリケーションは何ですか?

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